基于多现场可编程门阵列异构平台的流水线技术优化方法

该研究提出了一种基于多现场可编程门阵列异构平台的流水线技术优化方法。首先,基于二分法思想对任务进行划分,使任务量尽可能均衡地部署在不同现场可编程门阵列单元中,从而提高板级流水线均衡度;其次,针对板间传输延迟进行了流水线结构的优化,在板间延迟较大时,将板间延迟作为流水线的一级可以提高平台吞吐率;最后,并行优化计算单元内部模块,并通过数据关系重排、循环展开、循环流水线等手段充分利用现场可编程门阵列计算资源,提高吞吐率和能效比。采用AlexNet网络为例进行的验证结果显示,与优化之前的流水线结构相比,改进后的流水线结构吞吐率提高了215.6%,能效比提高了105.5%,单次任务运行时间减少了36.6%。

面向可重构系统的负载均衡低能耗调度算法

主要研究了基于多FPGAs部件的可重构系统高能耗问题。首先,对多FPGAs部件可重构系统的特征进行了建模,包括重构端口受限、资源受限及通信开销等建立了问题模型;接着,基于概率论与统计学的离散方差理论,采用负载均衡思想设计和实现了一种低能耗调度算法MLB。它的原理是通过计算各个FPGA部件的总能耗方差来引导负载的均衡分配。最后,通过模拟仿真实验,将提出的MLB算法分别与贪心算法和最新研究MFIT算法进行了比较,结果表明提出的算法复杂度低、运行速度快,不仅多节约了15%的能量,而且缩短了最大完成时间。

一种基于可重构多FPGA的任务调度与任务复制方法

在可重构多现场可编程逻辑门阵列(FPGA)系统中,任务调度是一个极其重要的研究方向。参照同构与异构计算领域的调度算法,结合可重构多FPGA计算模型的自身特点,在现有的调度算法的基础上,将任务复制方法引入到可重构多FPGA系统计算领域,如果任务余图最长路经上的父子节点不在同一FPGA上,通过寻找FPGA上的复制空间,提出的算法将父节点尽可能复制在子节点所在的FPGA上,减小了任务之间的通信开销。实验结果表明,对于任务调度有向无环图,提出方法的调度长度优于或等于前人方法的性能下界,而且,FPGA利用率有所提高。