PolyDyn Polymorphe Objekte für den Entwurf dynamischer rekonfigurierbarer FPGAs

Ziele

Motivation:

Das hier beantragte Vorhaben soll einen Beitrag zum effizienten Entwurf dynamisch rekonfigurierbarer FPGAs leisten. Es soll ein Entwurfsverfahren entwickelt und seine Effizienz durch eine prototypische Implementierung nachgewiesen werden, das erstmals Methoden der objektorientierten Programmierung zur Spezifikation und Modellierung der dynamischen Aspekte partiell rekonfigurierbarer Hardware ausnutzt. Partiell dynamisch rekonfigurierbare FPGAs erlauben es durch die zeitlich versetzte Nutzung identischer begrenzter Hardware-Ressourcen für unterschiedliche Aufgaben quasi im Time-Sharing , diese Ressourcen effektiver zu nutzen als bei einer exklusiven Verwendung jeder Hardware-Komponente für genau eine Aufgabe.

 

Das Konzept der Polymorphie, wie es aus objektorientierten Programmiersprachen bekannt ist, weist Ähnlichkeiten im dynamischen Verhalten auf. Objekte wechseln während der Laufzeit ihre Eigenschaften. Eine gleichzeitige Verfügbarkeit aller Ausprägungen in Hardware ist bei einer statischen Hardware notwendig, jedoch unter dem Aspekt der Effektivität des Hardware-Einsatzes unbefriedigend. Partiell dynamisch rekonfigurierbare FPGAs erlauben es prinzipiell nur die jeweils benötigte Ausprägung in Hardware vorzuhalten.

 

Mit der vom Antragsteller entwickelten objektorientierten Hardware-Beschreibungssprache OSSS steht erstmals eine synthesefähige Entwurfssprache zur Verfügung, die polymorphe Konstrukte unterstützt. Ziel dieses Vorhabens ist es, diese Ausdrucksmöglichkeit effizient auf dynamisch rekonfigurierbare Hardware anwendbar zu machen.

 

Projektziele:

In der ersten Projektphase wurden die vorhandenen Sprachmittel zur Polymorphie an die Bedürfnisse rekonfigurierbarer Objekte angepasst. Des Weiteren wurde die Sprache um Ausdrucksmittel ergänzt, welche für Rekonfigurationen benötigte Zusatzinformationen wie geeignete Zeitangaben oder einige strukturelle Informationen geeignet sind. Ein Simulationskonzept wurde erarbeitet und umgesetzt.

 

In weiteren Projektphasen wird eine Konzeption zur automatisierten Synthese erstellt und prototypisch umgesetzt werden. Dies bildet die Basis für spätere Analysemöglichkeiten, die als Endziel eine Entwicklung von Optimierungsstrategien ermöglichen.

 

Es wird mit Arbeitsgruppen von Herrn Prof. Teich (Universität Erlangen-Nürnberg) und Herrn Prof. Rammig (Universität Paderborn). Ziel dieser Kooperationen ist ein durchgängiger Entwurfsprozeß von der Entwurfsraumexploration verteilter rekonfigurierbarer Systeme bis hin zur effizienten Implementierung auf modernen FPGAs.

Personen

Wissenschaftliche Leitung

Publikationen
POLYDYN– Object-oriented modelling and synthesis targeting dynamically reconfigurable FPGAs

Schallenberg, Andreas and Nebel, Wolfgang and Herrholz, Andreas and Hartmann, Philipp A. and Grüttner, Kim and Oppenheimer, Frank; Dynamically Reconfigurable Systems Architectures, Design Methods and Applications; 12 / 2009

Designing for dynamic partially reconfigurable FPGAs with SystemC and OSSS

Schallenberg, Andreas and Oppenheimer , Frank and Nebel, Wolfgang; Advances in Design and Specification Languages for SoCs; 001 / 2005

Laufzeit

Start: 01.06.2003
Ende: 30.06.2008

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