Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

New FPGA Program Techniques Kick ’But’

03.06.2003

Anzeige


Almost since they were first invented, the reconfigurable computing platforms called "Field Programmable Gate Arrays" have had a reputation: "Good idea in theory, but..." Now, a University of Southern California computer scientist says two advances her team will report June 4 "will kick a lot of but."


...mehr zu:
FPGA ISI USC

"Theoretically, FPGAs combine the speed of dedicated, application-optimized hardware with the ability to flexibly change chip resource allocation, so the same system can run many applications, optimized for each one," explains Mary Hall, a project leader at USC’s Information Sciences Institute and research associate professor in the computer science department at USC.

"But FPGAs have historically been so hard to program that it’s been very hard and expensive to use these advantages. People say, ’good idea, but...’. We think the new work we report will clear away a significant number of these problems -- will kick a lot of ’but,’" she said.

Both of the papers that will be presented at the June 2-6 40th Design Automation Conference in Anaheim, California apply sophisticated new compilation tools to configure FPGAs. Hall worked with Pedro Diniz, an ISI research associate and research assistant professor in the computer science department at USC, and USC graduate students.

One of the papers, by Hall, Diniz and graduate student Heidi Ziegler, describes analysis techniques to automatically translate programs written in C, a standard language widely used for conventional computers, into pipelined FPGA designs.

The other, by Hall, Diniz and graduate student Byoungro So, shows how what has long been a painfully slow trial and error process to fit the demands of an application to the characteristics of the software in optimal fashion can be automated.

"Together, these two techniques offer a low-cost, high-speed bridge from existing application software to the FPGA platforms," Hall said.

"The key innovation in our work results from borrowing and adapting analysis and transformation techniques used in conventional multiprocessor systems." Hall explained.

"Historically, these techniques have not been used in tools that synthesize hardware designs. When our higher-level analysis is combined with the strengths of synthesis tools, such as providing estimates of the characteristics of the resulting design, it becomes possible to automatically explore a collection of hardware designs, all based on a single high-level description of the algorithm."

"We believe that with further development, this work and near-term follow-on will make FPGAs far more attractive options for many computer users."

Hall said the "automated design space exploration" techniques described in the second paper would be useful in optimizing applications to all hardware, not just FPGAs.

"If you are trying to implement an application on a platform," she explains, "you are always dealing with alternatives. You always different routes for achieving a result with the resources on the chip.

"So, for example, you need four sums. Do you want to have a single adder do it in four separate cycles, or do you want to exploit parallelism and have four adders do it at once?"

Traditionally, Hall said, the consequences of such decisions had to be worked out by hand, with assumptions verified by synthesis tools. "That can take hours or days." said said. And since each stage of the design depends on the previous decisions, the the entire design space exploration process can be much longer, perhaps weeks to months for relatively simple designs.

To optimize software in this way for fixed-property chips, such a time penalty is acceptable. "But if you have to in effect do a custom redesign of the software for each application to take advantage of FPGA flexibility," said Hall, "the potential usefulness of that flexibility is greatly reduced."

The solution described doesn’t eliminate the task of fitting software to the chip, but it speeds it up by automatically eliminating most of the worst options. "the result is not perfect," said Hall, "we estimate the performance is within a factor of two of hand-design. But we believe we can improve on that -- and we have observed reductions in design time to be on the order of a factor of 100 or more."

Hall, Diniz, and their collaborators have been developing FPGA programming under a program at ISI called Design Environment For Adaptive Computing Technology (DEFACTO, funded by the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), and an ongoing project called SLATE (Compiler-Driven Design-Space Exploration for Heterogeneous Systems-on-a-Chip) funded by the National Science Foundation (NSF).

Founded in 1972, ISI is a part of the USC School of Engineering. More than 160 graduate level researchers create new information systems on two campuses in Marina del Rey, California, and Arlington Virginia.


Eric Mankin | Quelle: University of Southern Californi
Weitere Informationen: www.usc.edu/isinews/stories/92.html
www.isi.edu/asd/defacto/index.html

Weitere Berichte zu: FPGA ISI USC

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Berlinale setzt auf Fraunhofer IIS Expertise bei der Prüfung digitaler Filmformate
07.02.2012 | Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

nachricht Satellitentelefonie ist unsicher: RUB-Forscher knacken Sicherheitsstandards
07.02.2012 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Bronze-Matrjoschka: hocheffiziente Katalysatoren und Nanoröhrchen mit ungewöhnlicher Symmetrie


Eine Puppe in der Puppe und noch eine drumherum – so erklärt Thomas Fässler seine Moleküle: Er packt ein Atom in einem Käfig in noch ein weiteres Atomgerüst.

Mit ihrer großen Oberfläche könnten solche Strukturen als hocheffiziente Katalysatoren dienen. Wie bei dem russischen Holzspielzeug sitzt ganz innen drin ein einzelnes kleines Zinnatom, eingepackt in eine Hülle aus zwölf Kupferatomen, und diese ist nochmals umgeben von weiteren 20 Zinnatomen.

In der Arbeitsgruppe von Professor Fässler am Institut für Anorganische ...

Im Focus: Notunterkünfte für Katastrophengebiete


Eine Notunterkunft muss schnell verfügbar, kostengünstig, leicht zu transportieren und unkompliziert im Aufbau sein.

In der Katastrophenhilfe ist daher das Zelt die erste Wahl. Doch oft wird aus dem Provisorium ein Dauerzustand, der sich über Jahre erstrecken kann. Ziel des Projektes Architekturstudierender am KIT: ein Ansatz, der die Lebensbedingungen in solchen Zeltlagern verbessert. Mit der sechseckigen Konstruktion „x-tent.me“ entwickelten sie eine Übergangsform zwischen temporärer ...

Im Focus: Was Larven hungrig macht


Viele Insektenlarven fressen Pflanzen und richten so in der Landwirtschaft Schaden an. Wie wird das Fressverhalten der Larven gesteuert, welche Hormone sind daran beteiligt? Das untersuchen Wissenschaftler vom Biozentrum der Universität Würzburg. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert ihr Projekt.

Ob ein Mensch Hunger spürt oder sich satt fühlt, wird durch ein komplexes Signalnetzwerk in seinem Organismus bestimmt. Daran beteiligt sind Nervensystem, Magen-Darm-Trakt, Bauchspeicheldrüse und Fettzellen, wobei diese Akteure über so genannte Neuropeptide wie Orexin und über Peptidhormone wie Insulin oder Leptin miteinander kommunizieren. Peptide von diesem Typus spielen im ...

Im Focus: Getriebelose 6-Megawatt-Windturbine am Markt


Siemens hat eine getriebelose Windenergieanlage mit sechs Megawatt (MW) Leistung für den Offshore-Einsatz auf den Markt gebracht.

Windturbinen ohne Getriebe zeichnen sich durch ein robustes Design und ein geringes Gesamtgewicht aus. Diese Kombination senkt Infrastruktur-, Installations- und Wartungskosten und steigert die Energieausbeute und damit die Rentabilität über die gesamte Lebensdauer der Anlage. Die Rotorblätter der SWT-6.0-Windturbine sind mit 75 Meter Länge die größten für 6-MW-Anlagen.

Sie basieren auf ...

Im Focus: Ultrahochspannung: Schalter für 1,2 Megavolt


Siemens hat den weltweit ersten Leistungsschalter entwickelt, der bei Spannungen von 1,2 Millionen Volt arbeitet.

Solche Ultrahochspannungen erhöhen die Übertragungskapazität von Stromleitungen und bieten so die Möglichkeit, auf relativ wenigen Trassen große Mengen elektrischer Energie zu transportieren.

Leistungsschalter werden in Umspannwerken eingesetzt, um einzelne Stromleitungen zu- oder abzuschalten. Der neue Schalter ist für eine Testinstallation im indischen Bina bestimmt. Indien setzt auf die Ultrahochspannungs-Technik, um seine ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Mit Hitze Daten speichern

07.02.2012 | Physik Astronomie

Sharp images from the living mouse brain

07.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

Wir sind Übermorgenmacher

07.02.2012 | Architektur Bauwesen

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Zuverlässig und sicher fahren mit alternativen Antrieben

07.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

II. HHL-Energiekonferenz zu “Smart Cities“

07.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

GI-VDE-Forum zum Thema IT-Sicherheit auf der CeBIT am 9. März 2012 ab 11:00 Uhr

07.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp