实时性质的 FPGA 流监控
分布式、并行与集群计算
2021-04-13 v1 形式语言与自动机理论
摘要
信息物理系统的一个基本部分是对实时数据流的在线评估。尤其在本质上安全关键的系统中，一个专用的监控组件检查数据流以在运行时检测问题，极大提升了对安全执行的信心。此类监视器需基于一种规范语言，该语言能够仅使用可访问的低层信号来表达复杂的高层性质。此外，计算资源的严格约束加剧了监视器的需求。因此，若干已有的监控方法因其对操作系统的依赖而不适用。我们提出一种基于 FPGA 的监控方法，通过将 RTLola 规范编译为可综合的 VHDL 代码。RTLola 是一种基于流的规范语言，能够表达复杂的实时性质，同时提供执行时间与内存需求的上界。静态确定的内存界允许编译到具有固定大小的 FPGA。FPGA 的优势在于在现有系统中的简单集成过程与卓越的执行时间。得益于 RTLola 规范的模块化特性，编译结果产生了高度并行的实现。这进一步提升了监视器可处理的最大事件率。
引用
@article{arxiv.2003.12477,
title = {FPGA Stream-Monitoring of Real-time Properties},
author = {Jan Baumeister and Bernd Finkbeiner and Maximilian Schwenger and Hazem Torfah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.12477},
year = {2021}
}