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《基于FPGA的动态部分可重构高性能计算实现_张兴军.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第38卷增刊Ñ华中科技大学学报(自然科学版)Vol.38Sup.Ñ2010年6月J.HuazhongUniv.ofSci.&Tech.(NaturalScienceEdition)Jun.2010基于FPGA的动态部分可重构高性能计算实现张兴军丁彦飞黄一元董小社(西安交通大学电子与信息工程学院,陕西西安710049)摘要:针对大规模集群系统中的加速计算阵列或工作组内加速计算节点资源共享模式,提出了一个通用处理节点通过网络互联动态部分可重构计算节点的高性能计算体系架构,设计实现了一种基于FPGA的动态部分可重构计算节点,该动态部分可重构计算节点具备动态部分重构能力,可以根据应用
2、需求动态加载不同的计算功能单元.基于Avnet的Virtex-4开发板,实现了基本硬件结构和动态部分可重构计算节点硬件原型,在此基础上生成全局配置数据文件及计算功能单元对应的部分配置数据文件,实现了动态部分可重构计算节点上的软件系统及远程访问接口库.实验结果表明,该设计以较小的资源实现了较多的功能,动态部分可重构计算节点可以很好的完成计算任务,并能有效地提高系统性能.关键词:高性能计算;可重构计算;动态部分重构;现场可编程门阵列中图分类号:TP301文献标识码:A文章编号:1671-4512(2010)S1-0082-05Designandimplementationofdy
3、namicandpartialreconfigurablehigh-performancecomputingusingFPGAZhangXingjun,DingYanfei,HuangYiyuan,DongXiaoshe(SchoolofElectronicandInformationEngineering,XicanJiaotongUniversity,Xican710049,China)Abstract:Basedoncomprehensivelyinvestigatingthereconfigurabletechnologies,thepaperpresentedahi
4、gh-performancecomputingschemeinwhichthegenera-lpurposeprocessingnodesareconnectedtothedynamicpartialreconfigurablecomputingnodesthroughthehigh-speednetwork.Usingmodule-basedpartialreconfigurationdesignmethod,afieldprogrammablegatearray(FPGA)baseddynamicandpartialreconfigurablecomputingnodei
5、sdesigned.Thisnodehastheabilitytododynamicandpartialreconfigurationandcanloaddifferentcomputingunitsaccordingtothedifferentrequirements.Dynamicpartialreconfigurablecomputingnodeintegratedmicroprocessor,memory,networkinter-face,reconfigurablecomputingmodule,interfacemodulearedesignedandimple
6、mented.Theexper-imentalresultsshowthatthesystemcanachievemorefunctionswithfewerresources;andtherecon-figurablecomputingnodecannicelycompletethetaskandthesystemperformanceiseffectivelyim-proved.Keywords:high-performanceconputing;reconfigurablecomputing;dynamicandpartialreconfigu-rable;FPGA[1
7、,2]随着高性能计算应用领域的不断扩展,以通ray)的可重构计算可以加速高性能计算,在此用微处理器为基础的传统高性能计算机体系结构计算模式下,采用传统并行计算方式实现粗粒度已难以应对系统高效能的挑战.多种体系结构相的任务并行,直接通过FPGA上的硬件执行逻辑互融合的异构体系架构成为了高性能计算的一种实现细粒度的任务并行,硬件可编程性通过改变选择.基于FPGA(fieldprogrammablegatear-硬件逻辑来适应底层的计算问题,从而使得结合收稿日期:2010-03-04.作者简介:张兴军(196
