ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ISSN: 1727-2769
English | Русский

Последний выпуск
№3(40) июль-сентябрь 2018

Технология архитектурно-независимого, высокоуровневого синтеза сверхбольших интегральных схем

Выпуск № 1 (22) январь-март 2014
Авторы:

Легалов Александр Иванович,
Непомнящий Олег Владимирович,
Рыженко Игорь Николаевич
Аннотация
Изложены результаты анализа методов и маршрутов, обеспечивающих поддержку процесса проектирования однокристальных систем с реконфигурируемой архитектурой. Выделены характерные особенности проектирования однокристальных систем методами нисходящего проектирования и высокоуровневого синтеза. Сформулирована задача повышения эффективности разработки СБИС на основе технологий архитектурно-независимого проектирования. Функционально-потоковая модель параллельных вычислений, язык и метод построения аппаратной модели СБИС на основе функционально-потокового подхода рассмотрены. На основании рассмотренной аппаратной модели вычислений предложен оригинальный подход к разработке архитектурно-независимого представления СБИС. Применение архитектурно–независимого описания алгоритмов и использование параллелизма на уровне операций в совокупности с потоковой моделью параллельных вычислений на уровне языка позволило разработать принципиально новый маршрут проектирования СБИС. Разработаны методы проектирования цифровых однокристальных систем на основе функционально-потокового подхода  для данного маршрута. Отличительной предлагаемого чертой предлагаемого маршрута проектирования является построение промежуточных структур данных описывающих программу на функционально-потоковом языке. Разработанные структуры позволяют осуществлять эффективный переход от функционально-потокового представления исходных алгоритмов к регистрово-вентильному представлению СБИС. При таком подходе верификация архитектуры СБИС осуществляется на этапе формального описания, до перехода к синтезу системы. Разработан принцип и методика преобразования предопределенных функций функционально-потоковых параллельных программ в регистрово-вентильное описание архитектуры СБИС. Рассмотрены основные особенности и ограничения синтеза функций языка при переходе к регистрово-вентильному представлению.
Ключевые слова: Параллельные вычисления, потоки данных, функциональное программирование, система на кристалле, алгоритм, высокоуровневый синтез.

Список литературы
  1. Grout I. Digital Systems Design with FPGAs and CPLDs // Elsevier ltd. – Burlington, MA01803, USA. – 2008. – 724 p.
  2. Greaves D., Singh S. Designing Application Specific Circuits with Concurrent C# Programs. Formal Methods and Models for Codesign (MEMOCODE) // 8th IEEE/ACM International Conference. – July, 2010. – Рр. 21–30.
  3. Строгонов А. Проектирование цифровых фильтров в системе MATLAB/Simulink и САПР ПЛИС Quartus. Компоненты и технологии. – СПб.: Файнстрит. – 2008. – № 6. –С. 13–17.
  4. Greaves David J., Singh S. Exploiting System-Level Concurrency Abstractions for Hardware Descriptions // TechReport MSR-TR-2009-48. Microsoft Corporation. – April, 2009.
  5. Singh S. Designing Reconfigurable Systems in Lava // 17th International Conference on VLSI Design. – 2004. – Рр. 299–306.
  6. Amellal S., Kaminska B. Scheduling of a control and data flow graph // In IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems. – Vol. 3. – May, 1993. – Рр. 1666–1669.
  7. Namballa R., Ranganathan N. Control and Data Flow Graph Extraction for High-Level Synthesis // In IEEE Int. Symp. On VLSI. – Feb, 2004. – Рр. 187–192.
  8. Abdallah Al Zain, Vanderbauwhede W., Michaelson G. Hume to FPGA // In Draft Proceedings of 10th International Symposium on Trends in Functionsl Programming (TFP10), University of Oklahoma. – Oklahoma, USA. – 2010. – Рр. 151–164.
  9. Sérot J., Michaelson G. Compiling Hume down to gates // Draft Proceedings of 11th International Symposium on Trends in Functional Programming. – May, 2011. – Рр. 191–226.
  10. Ferreira P., Ferreira C., Alves C. Erlang inspired Hardware // International Conference on Field Programmable Logic and Applications. – August, 2010. – Рр. 244–246.
  11. Легалов А.И. Функциональный язык для создания архитектурно-независимых параллельных программ // Вычислительные технологии, ИВТ СО РАН. – 2005. – № 1 (10). – С. 71–89.
  12. Legalov A.I., Nepomnyaschy O.V., Matkovsky I.V., Kropacheva M.S. Tail Recursion Transformation in Functional Dataflow Parallel Programs // AutomaticControlandComputerSciences. – 2013. – Vol. 47. – No. 7. – Рp. 366–372.
  13. Легалов А.И., Непомнящий О.В., Матковский И.В., Кропачева М.С. Преобразование хвостовых рекурсий в функционально-потоковых параллельных программах // Моделирование и анализ информационных систем. Cб. докладов. – Я.: ЯрГУ, 2012. – Т. 19. – № 4. – С. 48–58.
  14. Легалов А.И. Использование асинхронно поступающих данных в потоковой модели вычислений // Третья сибирская школа-семинар по параллельным вычислениям. Cб. докладов. – Томск: Изд-во Томского ун-та, 2006. – С. 113–120.
Просмотров: 951