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Politecnico di Milano BAnMaT:un framework per lanalisi e la manipolazione di bitstream orientato alla riconfigurabilità parziale Relatore: Prof. Fabrizio.

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1 Politecnico di Milano BAnMaT:un framework per lanalisi e la manipolazione di bitstream orientato alla riconfigurabilità parziale Relatore: Prof. Fabrizio FERRANDI Correlatore: Ing. Marco D. SANTAMBROGIO Tesi di Laurea di: Dario Deori Anno Accademico 2004/2005

2 2 Sommario Obiettivi Obiettivi La riconfigurabilità parziale La riconfigurabilità parziale Memoria di configurazione Memoria di configurazione BAnMaT BAnMaT Lavoro svolto Lavoro svolto Conclusioni Conclusioni

3 3 Obiettivi Configurazione parziale Evitare le sintesi da VHDL Modifiche mirate Possibilità di effettuare configurazione dinamica Di bitstream Di dispositivo in cascata

4 4 La FPGA viene riconfigurata solo in parte La FPGA viene riconfigurata solo in parte Riduzione dei tempi di riconfigurazione Riduzione dei tempi di riconfigurazione Possibilità di realizzare sistemi complessi attraverso divisione in moduli Possibilità di realizzare sistemi complessi attraverso divisione in moduli Due approcci Due approcci Module based Module based Difference based Difference based Riconfigurazione Parziale

5 5 Unità base: frame Unità base: frame Colonna: composta da più frame Colonna: composta da più frame Organizzazione della memoria di configurazione Colonna CLB = 48 frame Major Address Indirizzamento Indirizzamento

6 6 File binario contenente la configurazione della FPGA File binario contenente la configurazione della FPGA Composto da Composto da Comandi di configurazione Comandi di configurazione Dati di configurazione Dati di configurazione Struttura Struttura Bitstream

7 7 Funzionalità dello strumento: Funzionalità allutente Funzionalità allutente Funzionalità interne Funzionalità interne Implementazione: analisi del file mediante funzione di parsing Implementazione: analisi del file mediante funzione di parsing Bitstream Analysis Manipulation Tool

8 8 Flusso di esecuzione del parser

9 9 Permettono di localizzare un componente nel bitstream Permettono di localizzare un componente nel bitstream Esempio: caso CLB Esempio: caso CLB Calcolo funzioni 1/2

10 10 Esempio: caso BRAM Calcolo funzioni 2/2 Mja If ( RAM_Col

11 11 Funzionalità aggiunte Funzionalità aggiunte Lettura frame BRAM Lettura frame BRAM Scrittura frame BRAM Scrittura frame BRAM Lettura colonne BRAM Lettura colonne BRAM Lettura intera BRAM Lettura intera BRAM Scrittura colonna BRAM Scrittura colonna BRAM Debugging Debugging Fasi del lavoro

12 12 Lettura frame Lettura frame Calcolo di MJA e MNA Calcolo di MJA e MNA Estrazione del frame voluto Estrazione del frame voluto Lettura colonna Lettura colonna Calcolo del MJA Calcolo del MJA Lettura di 64 frame consecutivi Lettura di 64 frame consecutivi (da MNA=0 a MNA=63) Lettura frame/colonna

13 13 La lettura viene effettuata come per la singola colonna e iterata per il numero di colonne presenti sul dispositivo La lettura viene effettuata come per la singola colonna e iterata per il numero di colonne presenti sul dispositivo Valutazione qualitativa tramite visione complessiva dei dati presenti Valutazione qualitativa tramite visione complessiva dei dati presenti Lettura Intera BRAM

14 14 Riconfigurazione porzione software Riconfigurazione porzione software Comportamento ciclico di lettura e scrittura su ogni frame della colonna Comportamento ciclico di lettura e scrittura su ogni frame della colonna Approccio di riconfigurabilità basata su moduli Approccio di riconfigurabilità basata su moduli Controllo della posizione di scrittura Controllo della posizione di scrittura Scrittura di una colonna BRAM e Debugging

15 15 Possibili applicazioni Possibili applicazioni Approccio difference based alla riconfigurazione parziale Approccio difference based alla riconfigurazione parziale Correzione di componenti logici mal configurati Correzione di componenti logici mal configurati Analisi struttura bitstream Analisi struttura bitstream Individuazione errori Individuazione errori Approccio module based alla riconfigurazione parziale Approccio module based alla riconfigurazione parziale Inserimento di nuovi dati in BRAM Inserimento di nuovi dati in BRAM Lettura dei dati in tempo reale dai blocchi BRAM Lettura dei dati in tempo reale dai blocchi BRAM Conclusioni

16 16 Fine Presentazione


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