Программируемый массив объектов
Массив программируемых объектов ( FPOA ) — это класс программируемых логических устройств, предназначенных для модификации или программирования после производства. Они предназначены для устранения разрыва между ASIC и FPGA. Они содержат сетку программируемых кремниевых объектов. Диапазон FPOA Arrix содержал три типа кремниевых объектов: арифметико-логические устройства (ALU), регистровые файлы (RF) и устройства умножения и накопления (MAC). И объекты, и соединения являются программируемыми .
Мотивация и история [ править ]
Устройство было предназначено для устранения разрыва между программируемыми вентильными матрицами (FPGA) и интегральными схемами специального назначения (ASIC). Целью разработки было объединить программируемость FPGA и производительность ASIC. FPGA, хотя и программируемые, но им не хватает производительности; может составлять всего их тактовая частота несколько сотен мегагерц , а большинство FPGA работают на частоте ниже 100 МГц. [ когда? ] FPGA не обеспечивают детерминированную синхронизацию, а максимальная рабочая частота зависит от конструкции. ASIC предлагали хорошую производительность, но их нельзя было модифицировать, и они были очень дорогими. FPOA имел программируемую архитектуру, детерминированную синхронизацию и производительность в гигагерцах. FPOA был разработан Дугласом Пилом, у которого эта идея возникла во время работы над проектом, финансируемым DARPA . [1] В 1997 году он основал MathStar для производства FPOA, и эта идея была запатентована в 2004 году. Первые прототипы FPOA были изготовлены в 2005 году, а первая партия чипов FPOA была изготовлена в 2006 году. [2]
Архитектура [ править ]
FPOA имеют основную сетку кремниевых объектов или основных объектов. Эти объекты соединены синхронным межсоединением. Каждый основной объект также имеет вспомогательные структуры для синхронизации часов, BIST и тому подобное. Ядро окружено периферийными схемами, содержащими память и устройства ввода-вывода. Схема интерфейса соединяет объекты с остальной частью FPOA. Точное количество предметов каждого типа и их расположение специфичны для данного семейства. Существует два типа связи: ближайшая и «партийная». Ближайший элемент используется для подключения ядра к ближайшему основному объекту, а партийная линия используется для подключения удаленных объектов. На каждый объект имеется 8 межсоединений ближайших соседей, что обеспечивает скорость передачи данных на одном переходе объекта за такт. На каждый объект имеется 10 межсетевых линий, что обеспечивает скорость передачи четырех объектных переходов за такт. [3]
Приложения [ править ]
FPOA можно использовать практически везде, где используется FPGA, во всех аппаратного ускорения задачах , включая цифровую обработку сигналов , медицинскую визуализацию, компьютерное зрение, распознавание речи , криптографию, биоинформатику , эмуляцию компьютерного оборудования и аэрокосмическую промышленность . Поскольку FPOA построены на основе быстрых и оптимизированных кремниевых объектов, они обеспечивают более высокую производительность при исправлении ошибок в плоском поле , быстром вычислении преобразования Фурье, медицинской визуализации , машинном зрении , кодировании и декодировании изображений , кодировании и декодировании видео, ускорении искусственного интеллекта и многих других. [4]
Разработка FPOA [ править ]
В FPOA мы работаем на уровне кремниевых объектов, более высоком уровне, чем уровень вентиля, используемый в FPGA. Это облегчает процесс обучения, а также ускоряет разработку. Программирование осуществляется в системе C. Семейство Arrix, выпущенное в 2006 году, поддерживалось программным обеспечением для проектирования FPOA, которое позволяло разработчикам создавать, проверять, программировать и отлаживать свои алгоритмы на устройствах. Для моделирования поведения использовался инструмент Visual Elite от Summit Design. COAST от MathStar (инструмент подключения и назначения) предлагал графическую среду для планирования и размещения помещений, которую она компилировала в промежуточный код, который сопоставляется с аппаратными ресурсами. Компилятор объекта сгенерировал файл для загрузки в FPGA. [5] В 2007 году MathStar заключила партнерство с Mentor Graphics и в последующем выпуске использовала редактор Visual Elite от Mentor Graphics для поведенческого моделирования и функциональной проверки. [6] FPOA также предложили базовую библиотеку IP. Среди партнеров IP были профессионалы рынка видео, а также рынка машинного зрения.
Текущий статус [ править ]
MathStar, производитель FPOA, так и не сообщил о прибыли, и в мае 2008 года компания решила прекратить производство. [7] MathStar была объединена с Sajan Inc. в 2010 году, и таким образом Саджан приобрел патент MathStar, включая патент FPOA. В ноябре 2011 года Саджан продал несколько патентов MathStar, в том числе некоторые на FPOA, компании OLK Grun GmbH. [8]
Ссылки [ править ]
- ^ «Вычислительное видение: тестирование массивов программируемых объектов MathStar» . EDN Networks, 14 августа 2013 г.
- ^ «Радиационно-стойкий FPOA для космической обработки» (PDF) . МАФА 2007 . Проверено 14 августа 2013 г.
- ^ «Заявка на патент 0070247189» . Ведомство США по патентам и товарным знакам. Архивировано из оригинала 17 августа 2013 года . Проверено 14 августа 2013 г.
- ^ «Вычислительное видение: тестирование массивов программируемых объектов MathStar» . Сети ЭДН . Проверено 14 августа 2013 г.
- ^ «Обзор устройств: MathStar Arrix FPOA» . новация. Архивировано из оригинала 13 июня 2012 года . Проверено 14 августа 2013 г.
- ^ «Наставник, партнер MathStar по инструментам проектирования FPOA» . ЭЭ Таймс . Проверено 14 августа 2013 г.
- ^ MathStar, похоже, потемнел , StarTribute, заархивировано из оригинала 15 августа 2013 г. , получено 14 августа 2013 г.
- ^ «Саджан объявляет о продаже бывшей интеллектуальной собственности MathStar» . Саджан. Архивировано из оригинала 19 марта 2012 года . Проверено 14 августа 2013 г.