Förderprojekte

Förderbeginn 01.07.2005

Entwurfsraumexploration und Speicheroptimierungsstrategien für dynamisch rekonfigurierbare Hardware-Plattformen

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Teich
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Lehrstuhl für Informatik 12, Hardware-Software-Co-Design

Dr. Kees Vissers
Xilinx Research Laboratories
Standard

Die wohlbekannte Produktivitätslücke zwischen Halbleitertechnologie und notwendiger Werkzeugunterstützung (elektronische Entwurfsautomation) muss reduziert werden, um in Zukunft ganze so genannte „Systeme auf einem Chip“ in kurzer Zeit, korrekt und mit nachweisbaren Geschwindigkeits-, Leistungsverbrauchs- und Kosteneigenschaften entwerfen zu können.

Um dieses Ziel zu erreichen, untersucht Xilinx blockorientierte Entwurfsmodelle und -sprachen sowie die automatisierte Abbildung komplexer Anwendungen aus den Bereichen der digitalen Signal- und Bildverarbeitung auf FPGA-basierte Hardware-Plattformen.

In diesem Bereich wollen wir erstmals Techniken a) der Entwurfsexploration erforschen und dabei b) Speicheranalyse- und Optimierungstechniken entwickeln, die in den Entwurfsfluss zu integrieren sind. Das anvisierte Ziel dabei ist, früh im Entwurf Tradeoffs analysieren zu können und dabei den bei der Implementierung benötigten Speicherbedarf zu senken.

Abschlussbericht
Das Erlanger Entwurfswerkzeug SystemCodesigner zum Entwurf eingebetteter Systeme wurde erweitert, um aus Aktor-basierten Beschreibungen der Sprache CAL SystemC-Beschreibungen zu generieren, die als Grundlage einer zeitbehafteten Analyse und Entwurfsraumexploration dienen. Der Compiler wurde in XSLT, einer Sprache zur Transformation von XML-Dokumenten, entwickelt und anhand exemplarischer Anwendungen aus den Bereichen Signalverarbeitung über Filter bis hin zu komplexen und hierarchischen Blöcken getestet. Anschließend wurden konkrete Explorationen von Hardware- und Softwareimplementierungen solcher Aktorbeschreibungen durchgeführt und durch Synthese konkreter Entwurfspunkte als FPGA-Implementierungen, bestehend aus einer Kombination kommunizierender Prozessoren und synthetisierten Hardwareblöcken, kalibriert und erprobt. Der Aufenthalt bildete die Grundlage für einen langjährigen immer noch regen Austausch mit Mitarbeitern von Xilinx in Kalifornien.