Аннотации:
The traditional methodology of computer-aided synthesis of parallel-pipeline programs
for reconfigurable computer systems based on field programmable gate arrays (FPGAs) is
aimed at the highest possible computer system performance, achieved on available hardware
resource. Application of such an approach to real-time problems can lead to inefficient use
of system hardware resource. Frequently, this fact leads to idle stand of occupied equipment
and to higher requirements to power consumption, size and cost of the end product. We
suggest a new methodology to synthesize of parallel-pipeline programs for solution of realtime
computationally intensive problems. The methodology provides data processing having
a specified rate which depends on a specified time interval. With the help of the developed
methodology, it is possible to synthesize a problem computing structure, which requires
the minimum hardware resource for the specified system performance. In order to illustrate
the suggested methodology, we give the solution of the real-time surface-related multiple
prediction problem. We evaluate various configurations of reconfigurable computer systems
based on Xilinx Kintex UltraScale FPGAs. Традиционная методика автоматизированного синтеза параллельно-конвейерных
программ для реконфигурируемых вычислительных систем, основным вычислительнымсхемы, нацелена на достижение максимально возможной производительности вычислительной системы на доступном аппаратном ресурсе. Применение такого подхода
при решении задач реального времени может приводить к неэффективному использованию аппаратного ресурса систем. Зачастую это приводит как к простою используемого оборудования, так и к повышенным требованиям к энергопотреблению, габаритам
и стоимости конечного изделия. Предложена новая методика синтеза параллельно-
конвейерных программ для решения вычислительно-трудоемких задач реального времени, позволяющая вести обработку данных с конкретной скоростью, зависящей от
заданных временных рамок. С помощью разработанной методики выполняется синтез вычислительной структуры задачи, требующей минимум аппаратного ресурса для
требуемой производительности системы. В качестве иллюстрации работы предлагаемой методики приведено решение задачи прогнозирования кратных волн в режиме
реального времени. Были приведены оценки различных конфигураций реконфигурируемых вычислительных систем, основным вычислительным элементом которых являются программируемые логические интегральные схемы фирмы Xilinx семейства
Kintex UltraScale.
Описание:
K.N. Alekseev1, I.I. Levin1,D.A. Sorokin2
1 Southern Federal University, Taganrog, Russian Federation
2 Supercomputers and Neurocomputers Research Center, Taganrog,
Russian Federation
E-mails: alexseev91@mail.ru, iilevin@sfedu.ru, jotun@inbox.ru. Кирилл Николаевич Алексеев, аспирант, кафедра интеллектуальных многопроцессорных систем, институт компьютерных технологий и информационной безопасности инженерно-технологической академии, Южный федеральный университет (г. Таганрог, Российская Федерация), alexseev91@mail.ru.
Илья Израилевич Левин, доктор технических наук, профессор, кафедра интеллектуальных многопроцессорных систем, институт компьютерных технологий и информационной безопасности инженерно-технологической академии, Южный федеральный университет (г. Таганрог, Российская Федерация), iilevin@sfedu.ru.
Дмитрий Анатольевич Сорокин, кандидат технических наук, ООО ≪Научно-
исследовательский центр супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров≫ (г. Таганрог, Российская
Федерация), jotun@inbox.ru.