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POLITECNICO DI MILANO Marco Fracassi Matr. 665268 Pamela Gotti Matr. 663638 Valutazione di ImpulseC nellambito di co-design e riconfigurabilità dinamica.

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1 POLITECNICO DI MILANO Marco Fracassi Matr Pamela Gotti Matr Valutazione di ImpulseC nellambito di co-design e riconfigurabilità dinamica Relatore: Prof. Anna Antola Correlatore: Ing. Marco Domenico Santambrogio

2 2 Sommario Obiettivi Panoramica dei linguaggi ad alto livello ImpulseC: potenzialità e limiti Hardware/software codesign Riconfigurabilità dinamica Test effettuati: algoritmi di rilevazione dei contorni Risultati Conclusioni e sviluppi futuri

3 3 Obiettivi Studiare un framework di sviluppo per applicazioni basate su un linguaggio ad alto livello Scegliere uno tra i vari framework disponibili sul mercato: è stato scelto ImpulseC Capire come ImpulseC possa essere inserito in un discorso legato ad Hardware/Software co-design Valutare ImpulseC per quanto riguarda stima delle prestazioni, cosimulazione, possibilità di partizionare lapplicazione Capire come ImpulseC possa essere utilizzato nellambito di un sistema riconfigurabile Studio di ImpulseC allinterno dellarchitettura riconfigurabile Caronte

4 4 Panoramica sui linguaggi ad alto livello SystemCJHDLCatapultCImpulseC Linguaggio utilizzatoC++JavaC++C TipologiaOpen source Proprietario Produce codice sintetizzabile NoNon sempre Sì – ma a volte illeggibile Sì Supporto a simulazione HW NoSì No Supporto a stima delle prestazioni No SìNo Facilità di sviluppoAltaAlta ma verbosa Alta

5 5 ImpulseC : modello di programmazione Processo scritto in standard C Stream outputs Stream inputs Signal input Signal outputs Memoria condivisa Lettura/scrittura

6 6 ImpulseC: potenzialita e limiti Vantaggi: Compatibilità con i compilatori standard GUI di supporto per lo sviluppo dei progetti Elevata semplicità nella generazione dellHDL Possibilità di abilitare varie tipologie di ottimizzazione (pipeline, unroll) Possibilità di simulazione software Limiti: Supporto solo a dati di tipo intero Supporto solo ad alcune funzioni matematiche Mancano degli strumenti per la stima delle prestazioni Vincoli per la programmazione hardware: Supporto per la ricorsione assente, puntatori risolti a compile time, limitato supporto alle strutture, utilizzo di chiamate a funzione limitato, supporto ai file assente

7 7 Hardware/software codesign

8 8 Riconfigurabilità dinamica

9 9 Metodologia: algoritmi di rilevazione dei contorni CannySobel

10 10 Risultati: stima tempi di esecuzione

11 11 Risultati:sintesi dellintera architettura CannySobel AreaXP2VP7XP2VP20XP2VP30XP2VP7XP2VP20XP2VP30 Slices306%162%110%672%357%242% Flip flops87%46%31%41%22%15% LUTs258%137%93%220%117%79% IOBs41%29% 14%10% BRAMs9%4%2%9%4%2% MULT18X18 s 13%6%4%27%13%8% GCLKs12% 1212% Max. Freq MHz MHz Monolitico 7x7

12 12 Risultati:sintesi dei singoli core Monolitico 7x7 CannySobel XC2VP7XC2VP20XC2VP30XC2VP7XC2VP20XC2VP30 Filtraggio Slice98%52%35%614%326%220% LUTs83%44%30%192%102%69% Max Freq Non Maximum suppressionConversione in scala di grigi Slice205%109%74%81%43%29% LUTs193%102%70%77%41%27% Max Freq IsteresiConvoluzione Slice108%58%39%117%62%42% LUTs97%52%35%89%47%32% Max.Freq

13 13 Conclusioni e sviluppi futuri Hardware/software codesign: ImpulseC supporta lo sviluppo di progetti e facilita il partizionamento dellapplicazione tra HW e SW; è molto veloce la generazione del VHDL, è quindi semplice lesplorazione di scenari alternativi; non contiene strumenti per la stima delle prestazioni; consente una simulazione di tipo desktop Riconfigurabilita: le architetture generate sono risultate troppo grandi per le schede disponibili in laboratorio: la riconfigurabilita e pertanto necessaria per la simulazione delle applicazioni sviluppate Allinterno del flusso di Caronte ImpulseC puo essere facilmente utilizzato per la generazione delle Black Box Ulteriori sviluppi: stretta collaborazione con gli sviluppatori di ImpulseC e Xilinx per rendere completo il framework

14 14 Fine presentazione


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