Найти

Результаты поиска

• МЕТОДЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СТРУКТУР С ОБРАТНЫМИ СВЯЗЯМИ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ НА РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

  С.А. Дудко , И.И. Левин

  2021-12-24

  Аннотация ▼

  В настоящее время для решения задач на реконфигурируемых вычислительных системах
  используются различные системы автоматизированного проектирования. В большинстве слу-
  чаев они состоят из двух основных компонент: компилятора (транслятора), переводящего
  текст исходной программы в графовую информационно-вычислительную структуру, и синте-
  затора, размещающего ее в архитектуре программируемых логических интегральных схем.
  Существующие синтезаторы, как правило, обрабатывают информационно-вычислительную
  структуру без комплексной оптимизации. Поэтому полученное решение прикладной задачи
  может содержать неэффективные фрагменты, снижающие быстродействие прикладной
  программы. Наиболее распространёнными примерами неэффективных вычислительных
  структур являются фрагменты, реализующие рекурсивные выражения, так как они снижают
  быстродействие прикладной программы. В статье предложены методы преобразования ре-
  курсивных выражений (фрагментов с обратными связями), которые позволяют в автоматиче-
  ском режиме сократить интервал обработки данных при решении прикладных задач на рекон-
  фигурируемых вычислительных системах. В основе методов лежат информационно-
  эквивалентные преобразования информационно-вычислительной структуры исходной задачи.
  Для каждого преобразования определен набор правил, которым должны удовлетворять опера-
  ционные вершины вычислительной структуры. Применение правил позволяет выполнять экви-
  валентные преобразования не только над простыми структурами данных, такими как числа,
  но также и над более сложными структурами (матрицами, векторами, тензорами и т.п.).
  По результатам моделирования разработанные методы преобразования информационно-
  вычислительных структур с обратными связями позволяют сократить время решения при-
  кладных задач примерно в 2–5 раз, за счет сокращения интервала обработки данных. Предло-
  женные методы реализованы в прототипе оптимизирующего синтезатора информационно-
  вычислительных структур.

• ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РЕКУРСИВНЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СТРУКТУР ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ НА РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

  С. А. Дудко

  2021-02-25

  Аннотация ▼

  Рассматриваются методы информационно-эквивалентных преобразований некото-
  рых видов нелинейных вычислительных структур с обратными связями: квадратичных,
  дробных и условных. Наличие обратных связей в конвейерной вычислительной структуре,
  решаемых на реконфигурируемых вычислительных системах прикладных задач, приводит к
  замедлению скорости формирования данных, так как для вычисления очередного значения
  требуется дождаться результата по обратной связи. При этом замедление происходит
  не только на участке с обратной связью, но и во всей вычислительной структуре, что
  приводит к увеличению времени, за которое данная задача может быть решена. Преды-
  дущие фрагменты вынуждены задерживать свои данные перед подачей в обратную связь,
  а последующие вынуждены простаивать, ожидая данные на выходе обратной связи. На
  сегодняшний день не существует средств автоматического проектирования прикладных
  задач для реконфигурируемых вычислительных систем, которые оптимизировали бы та-
  кие вычислительные структуры в автоматическом режиме. Поэтому пользователь вы-
  нужден самостоятельно изучать текст исходной программы и искать в нем выражения,
  содержащие обратные связи, а затем оптимизировать их. Это приводит к увеличению
  времени, требующегося для создания эффективных прикладных программ. Предложенные
  методы преобразований позволяют сократить интервал обработки данных (в лучшем
  случае до единицы) при решении прикладных задач на реконфигурируемых вычислительных
  системах. Для реализации информационно-эквивалентных преобразований необходимо,
  чтобы в вычислительной системе имелся дополнительный аппаратный ресурс. Реализация
  данных преобразований в оптимизирующем синтезаторе схемотехнических решений по-
  зволяет проводить оптимизацию вычислительной структуры с обратными связями авто-
  матически. Это позволяет сократить время разработки эффективных прикладных про-
  грамм, содержащих обратные связи, с нескольких дней до нескольких минут.

• КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ТРАНСЛЯЦИИ ПРОГРАММ НА ЯЗЫКЕ C В ПРОГРАММЫ НА ЯЗЫКЕ ПОТОКА ДАННЫХ COLAMO

  А. И. Дордопуло, A.A. Гуленок, А.В. Бовкун, И.И. Левин, В. А. Гудков, С.А. Дудко

  2021-02-25

  Аннотация ▼

  Рассматриваются программные средства трансляции последовательных программ
  на языке C в масштабируемые параллельно-конвейерные программы на языке программи-
  рования реконфигурируемых вычислительных систем COLAMO. В отличие от существую-
  щих средств высокоуровневого синтеза, результатом трансляции является не IP-ядро
  фрагмента задачи, а комплексное решение задачи для многокристальных реконфигурируе-
  мых вычислительных систем с автоматической синхронизацией информационных и управ-
  ляющих сигналов. Рассмотрены основные этапы трансляции последовательной программы
  на языке C: преобразование в информационный граф, анализ информационных зависимо-
  стей и выделение функциональных подграфов, преобразование в масштабируемую ресурсо-
  независимую параллельно-конвейерную форму и масштабирование программы на языке
  COLAMO для заданной многокристальной реконфигурируемой вычислительной системы.
  Масштабирование программы осуществляется с помощью методов редукции производи-
  тельности абсолютно-параллельной формы задачи – информационного графа, который
  адаптируется под архитектуру реконфигурируемой вычислительной системы. Разрабо-
  тан ряд правил, позволяющих существенно сократить число шагов преобразований при
  масштабировании задачи и обеспечить плотный поток обработки данных в функциональ-
  ных подграфах задачи. Созданный комплекс средств трансляции программ на языке C в
  конфигурационные файлы ПЛИС позволяет существенно сократить время синтеза вычис-
  лительной структуры задачи для многокристальных РВС и обеспечить сокращение общего
  времени решения задачи.