نویسنده
لونت، وجدی امره
تاریخ انتشار
2018-09
موضوع
تولید IP سخت افزاری، سنتز سطح بالا، خط لوله تودرتو
نوع
سند
زبان
انگلیسی
دیجیتال
بله
نسخه خطی
خیر
کتابخانه
دانشگاه اوزیغین
شماره ثبت
a1f6e94c-883f-4084-9bf8-43b5439a6219
محل کتابخانه
گروه علوم کامپیوتر
تاریخ
2018-09
متن نمونه
پیاده سازی سخت افزاری الگوریتم های پردازش ویدیویی که معمولاً طبیعتاً بلادرنگ هستند، نیاز به کاوش معماری دارند تا با کمترین هزینه به عملکرد مورد نیاز دست یابیم. علاوه بر این، الگوریتم ویدئویی که باید پیاده سازی شود ممکن است نیاز به استفاده با فریم در ثانیه و وضوح متفاوت در برنامه های مختلف داشته باشد. از این رو، ما معمولاً به جای طراحی xed نیاز به طراحی یک بلوک IP پارامتری داریم. همچنین، در طول فرآیند طراحی سخت افزار، الزامات تغذیه شده از تیم الگوریتم ممکن است و همچنین خود الگوریتم تغییر کند. در نتیجه این موارد، تکرارهای پیادهسازی سختافزار باید به سرعت تکرارهای توسعه الگوریتمها باشد. این تنها با استفاده از ابزارها و تکنیک هایی که به طور خاص برای تولید طراحی سخت افزاری برای پردازش ویدیو طراحی شده اند امکان پذیر است. ابزارها و تکنیک های مورد بحث در این پایان نامه شامل نرم افزار میزبان، IP رابط FPGA، HLS، ابزارهای تولید RTL، یک ابزار برآورد معماری، رویکرد تایید مبتنی بر ow، و اتوماسیون سنتز منطق و همچنین مفاهیم معماری (به عنوان مثال، خط لوله تو در تو) است. ابزار برآورد معماری بسیاری از معیارهای طراحی را برآورد می کند. این معیارها عبارتند از: مساحت، توان عملیاتی، تأخیر، استفاده از DRAM، پهنای باند رابط، دما و زمان کامپایل. در حالی که ما ابزارها و تکنیکهای فوق را در یک مورد خاص، یعنی نوری توضیح میدهیم، نتایجی را نیز از یک مورد استفاده دیگر، ترکیب تصویر، ارائه میکنیم. با استفاده از روششناسی و ابزارهای خود، توانستیم تا 11 نسخه از ow نوری و 3 نسخه از ترکیب تصویر را بر روی 3 FPGA مختلف از 2 فروشنده مختلف طراحی و ارائه کنیم. نسخه اول این طرح ها (از این رو ژنراتورها) چند ماه طول کشید. با این حال، نسخه های طراحی بعدی هر کدام چند روز با چند نفر طول کشید. در مواردی که فقط به تجارت معماری نیاز است، ما توانستیم حدود هزار طرح را در یک روز بر روی یک سرور 48 هستهای تولید و ترکیب کنیم. Böylece asgari maliyetle gerekli performansı elde edebiliriz. Ek olarak, gerçeklenecek video algoritmalarının farklı uygulamalarda farklı fps ve çözünürlük ile kullanılması gerekli olabilir. Bu nedenle, genellikle sabit bir tasarım yerine, parametrize bir IP bloğuna ihtiyaç duyarız. Ayrıca, donanım geliştirme sürecinde, algoritma takımı tarafından verilen gereksinimler algoritmanın kendisi gibi değişebilir. Bunların sonucu olarak, donanım geliştirme iterasyonları, algoritma geliştirme iterasyonları kadar hızlı olmalıdır. Bu, ancak özellikle video işleme için donanım tasarım üretimine yönelik araç ve tekniklerin kullanımı ile mümkündür. Bu tezde bahsedilen araç ve teknikler arasında sunucu yazılımı, FPGA arayüz IP'leri, HLS, RTL üretim araçları, bir mimari tahmin aracı, akış tabanlı doğrulama yaklaşımı ve lojikun sentez یانیراماسیون (örneğin. iç içe boruhattı) bulunmaktadır. Mimari tahmin aracı bir çok metriği tahmin etmektedir. Bu metrikler alan, çıktı verme, gecikme, DRAM kullanımı, arayüz bantgenişliği, sıcaklık ve derleme zamanıdır. Yukarıdaki araç ve teknikleri, spesifik bir kullanım durumu olan optik akış üzerinde açıklarken, ayrıca diğer bir kullanım durumu olan görüntü füzyonunun da sonuçlarını sunmaktayız. Metodolojimizi ve araçlarımızı kullanarak, optik akış'ın 11 versiyonu ve görüntü füzyon'un 3 versiyonunu 2 farklı companyin 3 farklı FPGA'i üzerinde tasarladık ve ayağa kaldırdık. Bu tasarımların ilk versiyonları (RTL üreticisi nedeniyle) birkaç ay aldı, ancak müteakip tasarım versiyonlarının her biri birkaç kişi ile birkaç gün aldı. Mimari ödünleşime ihtiyaç duyulduğu durumlarda، bin civarında tasarımı بیر گون ایچریسینده ۴۸ çekirdekli sunucuda üretip sentezleyebilmekteiz.
