Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Remote execution of an FPGA-based cellular automata accelerator on the Amazon F1cloud

Tsimpirdoni Aikaterini

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Τα κυψελωτά αυτόματα, που αρχικά σχεδιάστηκαν από τον Τζον Βον Νόιμαν και τον Στανισλάβ Ούλαμ τη δεκαετία του 1940, είναι διακριτά μαθηματικά μοντέλα για την προσομοίωση σύνθετων συστημάτων μέσω απλών κανόνων. Αυτή η έννοια λειτουργεί ως ένα θεμελιώδες εργαλείο για την κατανόηση διαφόρων δυναμικών συστημάτων σε διάφορους επιστημονικούς και μαθηματικούς τομείς. Στην παρούσα εργασία, αναπτύχθηκε μια επαναπρογραμματιζόμενη αρχιτεκτονική βασισμένη σε FPGA για την αποδοτική προσομοίωση μοντέλων κυτταρικών αυτόματων (CA) στην πλατφόρμα AWS F1. Ο σχεδιασμός βασίζεται στην αρχιτεκτονική που αναπτύχθηκε αρχικά από τον Νικόλαο Κυπαρισσά και επεκτάθηκε αργότερα από τον Εμμανουήλ Μυλωνάκη, με επιπλέον βελτιώσεις. Χρησιμοποιήθηκε το AWS FPGA Developer AMI, το οποίο προσφέρει ένα προ-ρυθμισμένο περιβάλλον με εργαλεία όπως το Xilinx Vivado, με απομακρυσμένη πρόσβαση μέσω NICE DCV, εξαλείφοντας την ανάγκη για φυσική πλακέτα FPGA. Η αρχιτεκτονική δημιουργήθηκε μέσω της παραγωγής ενός bitstream Amazon FPGA Image (AFI), συμβατού με την AWS F1 instance. Μετά την εφαρμογή αλλαγών στη λογική του κώδικα VHDL, το bitstream αναπτύχθηκε. Οι βελτιστοποιήσεις που έγιναν περιλάμβαναν την αναβάθμιση του συστήματος μνήμης από 128-bit DDR2 σε 512-bit DDR4, βελτιώνοντας τη διαχείριση δεδομένων και αυξάνοντας το μέγεθος των μεταφερόμενων δεδομένων. Η μεταφορά δεδομένων μεταξύ του host και του FPGA πραγματοποιήθηκε μέσω PCIe χρησιμοποιώντας Direct Memory Access (DMA). Το FPGA εκτέλεσε το μοντέλο CA, επιτυγχάνοντας βελτίωση απόδοσης κατά 21,2 φορές σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους λογισμικού, ειδικά κατά την επεξεργασία πλέγματος CA ανάλυσης 1920x1080.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες