Evaluación de una herramienta de compilación c to vhdl para la implementación de procesadores de propósito específico sobre fpg
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Date
2012
Evaluators
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Para algunos problemas de computo intensivo, las FPGA han demostrado ser una soluci ´ on superior a ´ arquitecturas como las CPU e incluso las GPU. Sin embargo, la implementacion de un algoritmo sobre ´ esta tecnología requiere la “traduccion” del mismo, a un Lenguaje de Descripci ´ on de Hardware (HDL), ´ lo cual, consume un mayor tiempo de diseno y requiere de conocimientos en dise ˜ no digital. ˜ Con el fin de facilitar la implementacion de algoritmos sobre las FPGA, recientemente se han desar- ´ rollado compiladores que hacen el trabajo de “traduccion”. Este tipo de compiladores se conocen ´ con el nombre de Compiladores C to HDL. El objetivo de este proyecto es evaluar la herramienta de compilacion Impulse C en tres aspectos específicos: tiempo de dise ´ no, rendimiento computacional y ˜ tamano. ˜ Para realizar la evaluacion se han utilizado dos algoritmos, el primero de ellos calcu ´ la la matriz de covarianza para un conjunto de tres variables y el segundo realiza una integral de orden dos por medio del metodo de Montecarlo. La metodología de evaluaci ´ on consiste en implementar los dos algoritmos ´ de tres formas diferentes: 1) desarrollo en lenguaje C e implementacion en una arquitectura CPU, ´ 2) desarrollo mediante el compilador Impulse C e implementacion en una arquitectura FPGA y 3) la ´ implementacion en una FPGA mediante metodologías tradicionales de dise ´ no digital. ˜ Los resultados del presente trabajo muestran que la herramienta evaluada puede reducir hasta 10 veces el tiempo de diseno; tambi ˜ en logra desempe ´ nos computacionales de hasta 120 veces cuando se com- ˜ paran con la implementacion en la arquitectura CPU y desempe ´ nos similares cuando se compara con la ˜ implementacion en la arquitectura FPGA realizada en forma tradicional; e ´ n cuanto a la administracion de ´ los recursos logicos se observ ´ o una fuerte dependencia con el tipo de aplicaci ´ on.
Description
Keywords
Impulse C, FPGA, Matriz de covarianza, Montecarlo, C to VHDL.