29、异构系统与流计算模型在硬件加速设计中的应用

异构系统与流计算模型在硬件加速设计中的应用

在当今的计算领域，异构系统和硬件加速设计变得越来越重要。本文将探讨如何利用流计算模型和图形处理单元（GPU）来简化硬件加速器的设计，并通过实际案例展示其优势。

异构系统动态函数映射

在异构、动态变化的并行系统中，程序的生成和执行面临着诸多挑战。为了解决这些问题，提出了一种轻量级且高度兼容的概念。

• 指导信息提供 ：程序员可以在编程时使用编译指示（Pragmas）为编译器提供额外的指导信息。这些信息仅在编译器了解特定编译指示时才会被提取和处理，否则不会影响程序的生成过程，从而以兼容的方式增强应用程序描述。
• 实现与评估平台 ：在基于Linux的系统上对该方法的关键部分进行了实现和评估。测试平台包括一个通用多核PC平台，以及一个配备Xilinx Virtex4 - FX100的专用FPGA加速卡，采用了先进的HyperTransport互连技术。
• 软件栈结构 ：软件栈的各个层之间相互协作，从应用层到内核空间再到硬件访问。为了正确分离这些层，采用了两种操作系统提供的控制接口：基于procfs接口的进程间通信（IPC）用于运行时部分和控制守护进程之间的通信，以及硬件设备驱动程序用于守护进程访问加速硬件。
• 资源分区 ：为了实现异构、并行的应用程序加速，对加速器的资源进行了分区。逻辑资源被提供为6个可单独配置和访问的插槽，连接到基于静态HT的接口基础设施。
• 性能测试