Academic Journal
PRINCIPLES OF PLACING COMPUTING STRUCTURES ON FPGAS OF RECONFIGURABLE COMPUTING SYSTEMS
| Title: | PRINCIPLES OF PLACING COMPUTING STRUCTURES ON FPGAS OF RECONFIGURABLE COMPUTING SYSTEMS |
|---|---|
| Authors: | Dichenko, Aleksey, Sorokin, Dmitry, Levin, Ilya |
| Publisher Information: | Deutsche internationale Zeitschrift für zeitgenössische Wissenschaft, 2024. |
| Publication Year: | 2024 |
| Subject Terms: | Reconfigurable computing systems, Physical Constraints, CAD, FPGA, Реконфигурируемые вычислительные системы, топологические ограничения, ПЛИС, САПР |
| Description: | In the article we consider the problem of achieving high clock frequencies on reconfigurable computing systems with a high degree of utilization of FPGA resources.There are a number of architectural and geometric features of FPGAs, as well as features of the implemented computational structures, which modern CAD systems do not take into account when automatically placing primitives on the FPGA field. This leads to a non-optimal arrangement of functionally dependent primitives on the FPGA field and, as a consequence, an unacceptable length of connections between them. Therefore, the clock frequency of the implemented computing structure turns out to be significantly lower than when arranging critically important primitives in “manual” mode.This article describes the principles that allow you to optimize the placement of computing structure primitives on the FPGA field and minimize the length of traces between primitives. The main architectural and geometric features of the FPGA are illustrated, and the characteristics of computing structures determined by the subject area of the problem being solved are given.Current research into the effectiveness of heuristic placement methods based on the proposed principles allows us to assert that their use in the developed tools for automated placement of computing structures makes it possible to increase the speed of creating topological constraints and the specific performance of reconfigurable computing systems by 20% or more with high utilization of resources compared to standard CAD systems. В статье рассмотрена проблема достижения высоких тактовых частот на реконфигурируемых вычислительных системах при высокой степени утилизации ресурсов ПЛИС.Существует ряд архитектурных и геометрических особенностей ПЛИС, а также особенностей реализуемых вычислительных структур, которые современные САПР при автоматизированном размещении примитивов на поле ПЛИС никак не учитывают. Это приводит к неоптимальному расположению функционально зависимых примитивов на поле ПЛИС и, как следствие, неприемлемой длине связей между ними. Поэтому тактовая частота реализуемой вычислительной структуры оказывается значительно ниже, чем при расстановке критически важных примитивов в «ручном» режиме.В данной статье описываются принципы, которые позволяют оптимизировать размещение примитивов вычислительной структуры на поле ПЛИС и минимизировать длину трасс между примитивами. Проиллюстрированы основные архитектурные и геометрические особенности ПЛИС, приведены характеристики вычислительных структур, определяемые предметной областью решаемой задачи. Текущие исследования эффективности эвристических методов размещения, основанных на предложенных принципах, позволяют утверждать, что их применение в разрабатываемых средствах автоматизированного размещения вычислительных структур позволяет повысить скорость создания топологических ограничений и удельную производительность реконфигурируемых вычислительных систем на 20% и более при высокой утилизации ресурсов по сравнению со стандартными САПР. |
| Document Type: | Article |
| Language: | English |
| DOI: | 10.5281/zenodo.11127391 |
| DOI: | 10.5281/zenodo.11127390 |
| Rights: | CC BY |
| Accession Number: | edsair.doi.dedup.....2bbb2bf84b829922f9fb3566a7edb3c0 |
| Database: | OpenAIRE |
Be the first to leave a comment!