Найти

Результаты поиска

• МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ ПРИ ВЫСОКОЙ УТИЛИЗАЦИИ РЕСУРСОВ ПЛИС

  К.Н. Алексеев , Д.А. Сорокин , А.Л. Леонтьев

  2022-11-01

  Аннотация ▼

  Рассмотрена проблема достижения высокой реальной производительности реконфи-
  гурируемых вычислительных систем при решении вычислительно трудоёмких задач различ-
  ных предметных областей. Величину реальной производительности реконфигурируемых сис-
  тем определяют параметры выполняемых на них программ, основной компонентой которых
  являются вычислительные структуры обработки данных, реализованные в виде конфигура-
  ционных файлов ПЛИС. При этом одним из ключевых параметров любой вычислительной
  структуры является тактовая частота ее работы, которая непосредственно влияет на её
  производительность. Однако достижение высоких тактовых частот сопряжено с рядом
  проблем, которые современные средства САПР не решают. Причина кроется в неоптималь-
  ном топологическом размещении функциональных узлов вычислительной структуры на поле
  примитивов ПЛИС, особенно при высокой утилизации ресурсов. Это приводит к повышенной
  нагрузке на коммутационную матрицу ПЛИС и, как следствие, связи между примитивами
  ПЛИС, имеющими функциональную зависимость, оказываются значительно длиннее, чем
  это допустимо. Кроме того, излишняя длина связей наблюдается при трассировке соедине-
  ний между примитивами, которые расположены на разных кремниевых кристаллах ПЛИС
  или же физически разделены встроенными периферийными устройствами. В настоящей
  статье описывается методика, которая позволяет рационализировать размещение элемен-
  тов вычислительной структуры на поле примитивов ПЛИС, минимизировать длину трасс
  между примитивами, а также минимизировать число трасс между физически разделенны-
  ми топологическими областями ПЛИС. Работоспособность предложенной методики пока-
  зана на примере решения тестовой задачи «КИХ-фильтр» на реконфигурируемом компьюте-
  ре «Терциус». Проиллюстрированы основные проблемы при достижении целевой тактовой
  частоты и описан способ их преодоления. Применение методики позволило увеличить так-
  товую частоту и тем самым поднять производительность «Терциус» на 25% без перера-
  ботки функциональной схемы вычислительной структуры задачи. Текущие исследованияэффективности предложенной методики позволяют утверждать, что автоматизирован-
  ные средства создания топологических ограничений на её основе позволят существенно со-
  кратить время разработки программ с требуемыми характеристиками для реконфигури-
  руемых вычислительных систем.