面向 OpenMP 的 Fortran 到 FPGA 的 MLIR 管道
分布式、并行与集群计算
2025-11-13 v1 编程语言
摘要
随着摩尔定律的放缓，诸如场可编程门阵列（FPGA）等异构计算平台越来越受关注，以加速 HPC 工作负载。本文在我们所知范围内，首次实现了通过 OpenMP target 指令将 Fortran 代码卸载到 FPGA 的功能。我们的方法将 MLIR OpenMP 方言与高级综合（HLS）方言组合，提供面向 FPGA 的可移植编译流程。不同于以往依赖自定义编译器的 OpenMP FPGA 方案，本文采用 MLIR 集成，支持任何 MLIR 兼容前端，此处以 Flang 为例。基于现有多项 MLIR 构建模块，显著减少了所需工作量，展示了 MLIR 生态系统的可组合优势。我们的方案通过标准 OpenMP 指令支持对卸载内核的手动优化，本工作建立了一种灵活可扩展的面向指令的 FPGA 加速路径，集成在 MLIR 生态系统内。
引用
@article{arxiv.2511.08713,
title = {An MLIR pipeline for offloading Fortran to FPGAs via OpenMP},
author = {Gabriel Rodriguez-Canal and David Katz and Nick Brown},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08713},
year = {2025}
}
备注
Author accepted version of paper published in SC25 LLVM workshop