Preview

Моделирование и анализ информационных систем

Расширенный поиск

Методы преобразования параллелизма в процессе высокоуровневого синтеза СБИС

https://doi.org/10.18255/1818-1015-2022-1-60-72

Полный текст:

Аннотация

Предложены методы повышения эффективности разработки СБИС на основе метода архитектурно-независимого проектирования. Рассмотрен маршрут высокоуровневого синтеза СБИС. Изложен принцип построения аппаратной модели СБИС на основе функционально-потоковой парадигмы программирования.Представлены результаты разработки методов и алгоритмов трансформации, функционально-потоковых параллельных программ в программы на языках описания аппаратуры, обеспечивающих поддержку процесса проектирования цифровых однокристальных систем. Рассмотрены принципы оценки и выделены классы ресурсов, требуемых для анализа проектных решений. Введены коэффициенты редукции и методики их расчета по каждому классу ресурсов. Предложен алгоритм расчета коэффициентов редукции и оценки требуемых ресурсов. Предложен алгоритм преобразования параллелизма с учетом заданных ограничений целевой платформы. Разработан механизм обмена метриками с архитектурно-зависимым уровнем. Приведены примеры редукции параллелизма для платформы ПЛИС и практическая реализация тестовых алгоритмов БПФ в базисе ПЛИС Virtex® UltraScale. Разработанные методы и алгоритмы позволяют использовать метод архитектурно-независимого синтеза для переноса проектов СБИС на различные архитектуры с помощью изменения параллелизма схемы и эквивалентных преобразований параллельных программ. Предложенный подход обеспечивает множество вариантов аппаратных решений для реализации на различных целевых платформах.

Об авторах

Игорь Николаевич Рыженко
Сибирский Федеральный Университет
Россия


Олег Владимирович Непомнящий
Сибирский Федеральный Университет
Россия


Александр Иванович Легалов
Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
Россия


Владимир Викторович Шайдуров
ФГБНУ Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”
Россия


Список литературы

1. T. M. Bhatt and D. McCain, “Matlab as a Development Environment for FPGA Design”, in Design Automation Conference, Proceedings 42nd, 2005, pp. 607-610.

2. L. Lavagno, I. L. Markov, G. Martin, and L. K. Scheffer, Electronic Design Automation for IC System Design, Verification, and Testing. CRC Press, 2017.

3. Z. Navabi, System-Level Design and Modeling: ESL Using C/C++, SystemC and TLM-2.0. Springer, 2015.

4. Vivado Design Suite User Guide. High-Level Synthesis. UG902. [Online]. Available: http://www.xilinx.com/support/documentation/sw_manuals/xilinx20181/ug902-vivado-high-level-synthesis.pdf.

5. Z. Yuan, Y. Ma, J. Bian, and K. Zhao, “Automatic enhanced CDFG generation based on runtime instrumentation”, in IEEE 17th International Conference on, 2013, pp. 92-97.

6. G. Bosilca, A. Bouteiller, A. Danalis, M. Faverge, T. He´rault, and J. J. Dongarra, “PaRSEC: Exploiting Heterogeneity to Enhance Scalability”, IEEE Computing in Science and Engineering, vol. 15, no. 6, pp. 36-45, 2013.

7. A. Danalis, G. Bosilca, A. Bouteiller, T. Herault, and J. Dongarra, “PTG: An Abstraction for Unhindered Parallelism”, in Proceedings of the Fourth International Workshop on Domain-Specific Languages and High-Level Frameworks for High Performance Computing, 2014, pp. 21-30.

8. I. I. Levin and A. I. Dordopulo, “Resource-independent programming of hybrid reconfigurable computer systems”, in Proceedings of Russian Supercomputing Days, 2017, pp. 714-723.

9. I. I. Levin, A. I. Dordopulo, I. V. Pisarenko, and A. K. Melnikov, “An approach to architecture-independent programming of computing systems based on the aspect-oriented Set@l language”, Proceedings of the Southern Federal University. Technical sciences, vol. 197, no. 3, pp. 46-57, 2018.

10. O. V. Nepomnyaschy, I. N. Ryzhenko, and A. I. Legalov, “The method of architecturally independent high-level synthesis of VLSI”, Proceedings of the Southern Federal University. Technical sciences, vol. 202, no. 8, pp. 38-47, 2018.

11. A. I. Legalov, “Functional language for creation of architectural independent parallel programmes”, Computational Technologies, vol. 10, no. 1, pp. 71-89, 2005.

12. A. I. Legalov, V. S. Vasilyev, I. V. Matkovskii, and M. S. Ushakova, “A toolkit for the development of data-driven functional parallel programmes”, in International Conference on Parallel Computational Technologies, Springer, 2018, pp. 16-30.

13. V. Vasilev, A. I. Legalov, and S. V. Zykov, “The System for Transforming the Code of Dataflow Programs into Imperative”, Modeling and Analysis of Information Systems, vol. 28, no. 2, pp. 198-214, 2021.

14. O. V. Nepomnyaschy and I. N. Ryzhenko, “The method of high-level synthesis and software toolkit for description algorithm of VLSI”, Software Engineering, vol. 11, no. 1, pp. 34-39, 2020.

15. Vivado Design Suite User Guide. Using the Vivado IDE UG893. [Online]. Available: https://www.xilinx.com/support/documentation/swmanuals/xilinx2020_2/ug893-vivado-ide.pdf.


Рецензия

Для цитирования:


Рыженко И.Н., Непомнящий О.В., Легалов А.И., Шайдуров В.В. Методы преобразования параллелизма в процессе высокоуровневого синтеза СБИС. Моделирование и анализ информационных систем. 2022;29(1):60-72. https://doi.org/10.18255/1818-1015-2022-1-60-72

For citation:


Ryzhenko I.N., Nepomnyaschy O.V., Legalov A.I., Shaidurov V.V. Methods for Change Parallelism in Process of High-level VLSI Synthesis. Modeling and Analysis of Information Systems. 2022;29(1):60-72. (In Russ.) https://doi.org/10.18255/1818-1015-2022-1-60-72

Просмотров: 109


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1818-1015 (Print)
ISSN 2313-5417 (Online)