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Plataforma HW/SW basada en FPGA para emulación previa al silicio de diseños RISC-V (Centro de Supercomputación de Barcelona)

Fecha:

Investigadores del Centro de Supercomputación de Barcelona y la Universitat Politècnica de Catalunya publicaron un artículo técnico titulado “Makinote: una plataforma HW/SW basada en FPGA para emulación previa al silicio de diseños RISC-V”.

Abstracto:

“Emular la funcionalidad del chip antes de la producción de silicio es crucial, especialmente con la creciente prevalencia de diseños basados ​​en RISC-V. Los FPGA son candidatos prometedores para tales propósitos debido a su arquitectura reconfigurable y de alta velocidad. En este artículo, presentamos nuestro Makinote, una plataforma de clúster basada en FPGA, alojada en el Centro de Supercomputación de Barcelona (BSC-CNS), que se compone de una gran cantidad de FPGA (en total 96 AMD/Xilinx Alveo U55c) para emular tamaños masivos. Diseños RTL (hasta 750M de celdas ASIC). Además, presentamos nuestro shell FPGA como una herramienta poderosa para facilitar la utilización de un clúster FPGA tan grande con el mínimo esfuerzo necesario por parte de los diseñadores. El shell FPGA propuesto proporciona una interfaz fácil de usar para que los desarrolladores de RTL transfieran rápidamente dicho diseño a varios FPGA conectándose automáticamente a los puertos necesarios, por ejemplo, PCIe Gen4, DRAM (DDR4 y HBM), ETH10g/100g. Además, dentro del conjunto de herramientas asociadas con el shell FPGA se proporcionan controladores específicos para explotar arquitecturas basadas en RISC-V. Lanzamos la herramienta en línea para futuras extensiones.
Validamos la eficiencia de nuestra plataforma de hardware (es decir, clúster FPGA) y la herramienta de software (es decir, FPGA Shell) emulando un procesador RISC-V y experimentando la aplicación HPC Challenge ejecutándose en 32 FPGA. Nuestros resultados demuestran que el rendimiento mejora 8 veces con respecto al caso de una sola FPGA”.

Encuentra los documento técnico aquí. Publicado en febrero de 2024 (preimpresión).

Perdomo, Elías, Alexander Kropotov, Francelly Cano, Syed Zafar, Teresa Cervero, Xavier Martorell y Behzad Salami. "Makinote: una plataforma HW/SW basada en FPGA para la emulación previa al silicio de diseños RISC-V". Preimpresión de arXiv arXiv:2401.17984 (2024).

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