在应用专用 FPGA 覆盖层的自动生成中利用 RapidWright
硬件体系结构
2020-02-10 v2
摘要
在 FPGA 器件上实现的覆盖层架构已被提出作为增加 FPGA 在通用计算中采用的一种手段。它们提供了软件般的灵活性与可编程性等好处，从而更易于构建专用编译器。然而，现有覆盖层是通用的、资源与功耗密集的，其性能通常比裸金属实现低一个数量级。因此，FPGA 覆盖层一直局限于研究以及一些小众应用。在本文中，我们引入应用专用 FPGA 覆盖层（AS-Overlays），其可为 FPGA 覆盖层提供裸金属性能，从而为其更广泛采用打开大门。我们的方法基于从数据流应用中自动提取硬件内核。提取的内核随后被用于应用专用地生成硬件加速器。覆盖层的重配置通过 RapidWright 完成，其允许绕过 HDL 设计流程。通过原型设计，我们证明了我们方法的可行性与相关性。实验显示，相较于最先进的 FPGA 覆盖层，生产力提升达 20 倍，同时实现比直接 FPGA 实现高逾 1.33 倍的 Fmax，并相较于裸金属有可能更低的资源与功耗消耗。
引用
@article{arxiv.2001.11886,
title = {Exploiting RapidWright in the Automatic Generation of Application-Specific FPGA Overlays},
author = {Joel Mandebi Mbongue and Danielle Tchuinkou Kwadjo and Christophe Bobda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.11886},
year = {2020}
}
备注
This paper is the extended version of the FPT 2019 paper (https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8977903)