Формалізація концепції адаптивного відображення алгоритмів в реконфігуровних комп’ютерних системах на ПЛІС

Автор(и)

  • Iryna Klymenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-5345-8806
  • Valentyna Tkachenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-1080-5932
  • Anastasia Serhienko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-7328-7151
  • Yurii Kulakov Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-8981-5649

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.127361

Ключові слова:

реконфігуровні комп’ютерні системи, часткова динамічна реконфігурація, накладні витрати реконфігурації, відображення алгоритмів

Анотація

Запропоновано формальні моделі основних етапів обробки даних в реконфігуровних комп’ютерних системах, що враховують вплив затримок передавання конфігураційних даних на ефективність обчислень та дозволяють оцінити і оптимізувати непродуктивні витрати часу на реконфігурацію обчислювального середовища на ПЛІС. Запропоновано формалізацію концепції адаптивного відображення алгоритмів на реконфігуровне обчислювальне середовище в режимі часу виконання, що базується на багаторівневому кешуванні конфігураційних даних

Біографії авторів

Iryna Klymenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра обчислювальної техніки

Valentyna Tkachenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра обчислювальної техніки

Anastasia Serhienko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Аспірант

Кафедра системного програмування і спеціалізованих комп’ютерних систем

Yurii Kulakov, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор

Кафедра обчислювальної техніки

Посилання

  1. Kumar, S. (2015). Fundamental limits to Moore's law. arXiv. 2015. Available at: https://www.researchgate.net/profile/Suhas_Kumar5/publication/284219009_Fundamental_Limits_to_Moore's_Law/links/5663fd9408ae192bbf901e85.pdf
  2. Dondo Gazzano, J., Rincon, F., Vaderrama, C., Villanueva, F., Caba, J., Lopez, J. C. (2014). Facilitating Preemptive Hardware System Design Using Partial Reconfiguration Techniques. The Scientific World Journal, 2014, 1–15. doi: 10.1155/2014/164059
  3. Koch, D. (2013). Partial reconfiguration on FPGAs. Architectures, tools and applications. Springer-Verlag, 296. doi: 10.1007/978-1-4614-1225-0
  4. Melnyk, V. (2016). Self-configurable FPGA-based computer systems: basics and proof of concept. Advances in cyber-physical systems, 1 (1), 39–50.
  5. Singh, S., Saurav, S., Shekhar, C., Vohra, A. (2016). Prototyping an Automated Video Surveillance System Using FPGAs. International Journal of Image, Graphics and Signal Processing, 8 (8), 37–46. doi: 10.5815/ijigsp.2016.08.06
  6. Mentens, N., Vandorpe, J., Vliegen, J., Braeken, A., da Silva, B., Touhafi, A. et. al. (2015). DynamIA: Dynamic Hardware Reconfiguration in Industrial Applications. Applied Reconfigurable Computing, 513–518. doi: 10.1007/978-3-319-16214-0_47
  7. Minaev, Yu., Filimonova, O. (2008). Fuzzy Mathematics on the Basic of Uncertainty Tensor Models. Chapter I. Tensor-variable in the Fuzzy Set System. Elektronnoe modelirovanie, 30 (1), 43–59.
  8. Guerra, R., Martel, E., Khan, J., Lopez, S., Athanas, P., Sarmiento, R. (2017). On the Evaluation of Different High-Performance Computing Platforms for Hyperspectral Imaging: An OpenCL-Based Approach. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 10 (11), 4879–4897. doi: 10.1109/jstars.2017.2737958
  9. Rajasekhar, Y., Sass, R. (2012). Architecture and Applications for an All-FPGA Parallel Computer. 2012 41st International Conference on Parallel Processing Workshops. doi: 10.1109/icppw.2012.22
  10. George, A., Lam, H., Stitt, G. (2011). Novo-G: At the Forefront of Scalable Reconfigurable Supercomputing. Computing in Science & Engineering, 13 (1), 82–86. doi: 10.1109/mcse.2011.11
  11. Iturbe, X., Benkrid, K., Hong, C., Ebrahim, A., Arslan, T., Martinez, I. (2013). Runtime Scheduling, Allocation, and Execution of Real-Time Hardware Tasks onto Xilinx FPGAs Subject to Fault Occurrence. International Journal of Reconfigurable Computing, 2013, 1–32. doi: 10.1155/2013/905057
  12. Al-Wattar, A., Areibi, S., Saffih, F. (2012). Efficient On-line Hardware/Software Task Scheduling for Dynamic Run-time Reconfigurable Systems. 2012 IEEE 26th International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops & PhD Forum. doi: 10.1109/ipdpsw.2012.50
  13. Liu, S., Pittman, R. N., Forin, A., Gaudiot, J.-L. (2013). Achieving energy efficiency through runtime partial reconfiguration on reconfigurable systems. ACM Transactions on Embedded Computing Systems, 12 (3), 1–21. doi: 10.1145/2442116.2442122
  14. Klymenko, I., Rudnytsky, M. (2014). Classification of reconfigurable computing systems. Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute, 5 (116), 120–128.
  15. Jing, C., Zhu, Y., Li, M. (2013). Energy-efficient scheduling on multi-FPGA reconfigurable systems. Microprocessors and Microsystems, 37 (6-7), 590–600. doi: 10.1016/j.micpro.2013.05.001
  16. Sergiyenko, A. Klymenko, I., Sergiyenko, P. (2016). Reconfigurable many-core computer based on FPGA. Visnyk NTUU “KPI”. Informatyka, upravlinnia ta obtchislyuvalna technika, 64, 47–50.
  17. Klymenko, I. A. (2015). The effectiveness analysis of resources management in reconfigurable computer systems. Visnyk NTUU “KPI”. Informatyka, upravlinnia ta obtchislyuvalna technika, 62, 11–21.
  18. Smith, M. C., Peterson, G. D. (2012). Optimization of Shared High-Performance Reconfigurable Computing Resources. ACM Transactions on Embedded Computing Systems, 11 (2), 1–22. doi: 10.1145/2220336.2220348
  19. Dunets, R., Tykhanskyy, D. (2010). Problems of partially reconfigurable FPGA-based system design. Radioelectronic and computer systems, 7 (48), 200–204.
  20. Ahmed, W., Shafique, M., Bauer, L., Henkel, J. (2011). Adaptive resource management for simultaneous multitasking in mixed-grained reconfigurable multicore processors. CODES+ISSS '11 Proceedings of the seventh IEEE/ACM/IFIP international conference on Hardware/software codesign and system synthesis. Taipei, Taiwan, 365–374.
  21. Happe, M., Traber, A., Keller, A. (2015). Preemptive Hardware Multitasking in ReconOS. Applied Reconfigurable Computing, 79–90. doi: 10.1007/978-3-319-16214-0_7
  22. Dümmler, J., Rauber, T., Rünger, G. (2009). Scalable computing with parallel tasks. Proceedings of the 2nd Workshop on Many-Task Computing on Grids and Supercomputers – MTAGS ’09. doi: 10.1145/1646468.1646477
  23. Kulakov, Y. O., Klymenko, I. A., Rudnytskyi, M. V. (2015). The method for providing quality of service time requirements in reconfigurable computing systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (4 (76)), 25–30. doi: 10.15587/1729-4061.2015.47227
  24. Kulakov, Y. O., Klymenko, I. A. (2014). The multilevel memory in the reconfigurable computing system. Visnyk NTUU «KPI». Informatyka, upravlinnia ta obchislyuvalna technika, 61, 18–26.
  25. Klymenko, I., Kulakov, Y., Tkachenko, V., Storozhuk, O. (2016). The method for providing quality of service time requirements in reconfigurable computing systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (83)), 4–12. doi: 10.15587/1729-4061.2016.81003

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-03-30

Як цитувати

Klymenko, I., Tkachenko, V., Serhienko, A., & Kulakov, Y. (2018). Формалізація концепції адаптивного відображення алгоритмів в реконфігуровних комп’ютерних системах на ПЛІС. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(9 (92), 20–28. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.127361

Номер

Том 2 № 9 (92) (2018): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Iryna Klymenko, Valentyna Tkachenko, Anastasia Serhienko, Yurii Kulakov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.