开源工具有助于简化FPGA编程

编程CPU是一个众所周知的过程。甚至编程GPU也变得更加容易与NVIDIA的CUDA和OpenCL更容易。但是编程领域可编程门阵列(FPGA)一直被认为是芯片设计师的任务,而不是程序员。 Xilinx的Vitis工具链和英特尔的Oneapi正在努力改变这种感知。 Xilinx开放血管HLS(高级综合)前端的消息是另一推向FPGA的软件开发的另一个推动力。

重要的是,FPGA最佳服务于可编程数据结构和低延迟吞吐量是最优惠的。 FPGA是原始的软件定义的硬件平台。和FPGA允许重新定义部署硬件中的硬件功能。将FPGA编程设计移动到高级语言,如C和C ++为系统设计人员打开新的选项。

开放的采购软件,以前专有的是扩大社区参与的好方法,并鼓励更多的创新。 Xilinx发布了GitHub存储库上的代码,打开用于使用社区的代码。 Xilinx也将将来版本释放给GitHub。 [ vitis HLS LLVM GitHub存储库]

Xilinx与FPGA软件公司Silexica合作,已创建SLX插件。该插件扩展了vitis HLS 2020.2码变换,利用了开源项目可以实现的新注射使用模型,可以提高HLS延迟和吞吐量。

基于最近的市场数据,Xilinx是第一家FPGA供应商(按收入),因此其产品具有大型开发人员社区。由于这种血管工具链被Xilinx开发人员广泛使用。通过开放采购血管HLS前端,Xilinx希望甚至更广泛地采用自由工具链。

Xilinx还从事HLS定制的多所大学,例如伊利诺伊州厄巴纳香槟(UIUC),伦敦帝国学院和香港科技大学(香港科技大学(HKust),所有人提供了支持性报价 博客帖子 宣布该计划。这些大学正在积极使用HLS进行高级研究。其中一个活跃的HKST项目特别有趣。它是一种多FPGA HLS,它使用多个FPGA与网络或DDR内存互连的多个FPGA自动分区为应用程序的子模块分区。

Xilinx一直推动其FPGA与其学术用途 大学课程。这是导致更多使用HLS来编程Xilinx FPGA的学术论文。揭开FPGA的最佳方法是将学生暴露在职业生涯中的早期技术。最终的Xilinx目标是使FPGA成为另一个硅,如CPU和GPU,用于程序员。

vitis HLS设计流程

Xilinx vitis HLS工具链允许C / C ++代码和OpenCL函数以及HLS特定的Pragmas(编译器指令)以及最终部署到FPGA的逻辑结构,RAM块和DSP功能(参见图以下)。藤膜的前端是Clang编译器与HLS LLVM中间表示(IR)相结合。 HLS LLVM IR层为空间硬件部署产生RTL结果。然后将vIens HLS前端的结果馈送到Xilinx FPGA的优化层和布局后端,即Xilinx特定,并且不是开源代码的一部分。

Xilinx为AI和软件产品营销总监尼基·尼基谈了尼克尼; DJ Wang,Xilinx软件工程高级总监;和FrédéricRivoallon,Xilinx HLS的产品经理关于该计划。他们告诉我,Xilinx希望聘请软件社区为HLS开发更多图书馆,并用更多的合作伙伴扩展生态系统。原来的拉动来源开源vitis HLS前端是研究社区,希望更多地访问代码来开发新的自动FPGA设计方法。

随着高级用户扩展HLS的功能,转向开源也应该刺激更多的创新。随着加速采用,HLS工具链可以超越FPGA到其他加速器。它甚至可以扩展到其他FPGA架构。

开源前端可以帮助解决更多的客户问题。高级客户,如云服务提供商,可以深刻定制FPGA设计流程并将其整合到他们的首选编程语言中。此外,随着开放的采购,第三方可以添加超出C / C ++和不同LLVM IR之外的其他语言;以及不同的后端目标。

Xilinx可以让HLS主流吗?

随着最近关于硬件 - 软件共同设计的所有讨论,也许HLS是两者可以收敛的平台。它是一种用于软件程序员的车辆,可以接触硬件问题和优化,而不会失去高级构造。 HLS确实要求程序员更明确地对目标硬件(例如:需要数据路径规范),但可用于微调硬件实现。 HLS可以成为该领域研究的车辆。

HLS是一个不同的编程范式,使得它必须在大学中教授在他们的职业生涯中提前到达程序员和工程师。释放HLS LLVM IR至开源,将有机会在研究社区的更大接受和信任。 Xilinx现在保持对HLS的控制,因为它已经开发了超过10年,但随着时间的推移,生态系统可能在HLS的未来发挥更大的作用。 Xilinx对HLS的愿景是使其更加主流,也许是作为编程空间和加速计算的缺陷标准。成为一个真正的行业标准将从生态系统中获取用户和积极参与者的社区。开放采购HLS应该只是下一阶段的开始。

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凯文克莱威尔 是Tirias Research的主要分析师。在加入Tirias Research之前,他是Linley集团的高级分析师,以及微处理器报告的高级编辑。他在MPR在各种角色度过了九年,为移动SOC,PC处理器,图形处理器,服务器处理器,CPU IP核心和相关技术提供了众多文章。对于Linley Group,他共同撰写的报告,分析了各种供应商产品的市场定位和技术特征。他在工程和营销职位上拥有超过25年的行业经验。在加入Linley Group之前,Kevin是NVIDIA战略营销主任,Raza Microelectronics技术营销总监(现在是Broadcom的一部分)。他在各种角色中花费了十多年,包括技术营销经理和现场应用工程师。他还了解工程师的需求,在几家小型公司的产品设计中花了10年。他在曼哈顿学院赢得了电气工程学士学位。他还拥有阿德菲大学的MBA,是IEEE的成员,以及计算机历史博物馆的微处理器口头历史上的成员。

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