Beschleunigen Sie Ihre FPGA-Entwicklung mit dem Open FPGA Stack Framework

Inhaltsverzeichnis

1. Einführung in Open FPGAs
2. Verwendung des Open FPGA Stack (OFS) für Workload Design
3. Vorteile von FPGAs für Entwickler und Ingenieure
4. Traditioneller FPGA-Entwicklungsfluss
5. Reduzierung der Entwicklungszeit mit OFS
6. Einführung in OFS und seine Funktionen
7. Architektur des OFS
8. Entwickeln von maßgeschneiderten Workloads mit OFS
9. OFS-Funktionen und Tools für Workload-Entwicklung
10. Entwicklungsschritte für die Erstellung von AFUs mit OFS
11. Evaluierung und Testen von OFS

Verwendung des Open-FPGA-Stacks (OFS) für Workload Design

FPGAs bieten Entwicklern und Ingenieuren die Möglichkeit, flexibel mehrere Aufgaben oder Anweisungen gleichzeitig auszuführen. Neue Funktionen und Eigenschaften können auf dem FPGA neu programmiert werden, um Kundenänderungen und -aktualisierungen zu erfüllen. Intel bietet eine breite Palette von FPGA-Produkten an, die den Größen-, Leistungs- und Leistungsanforderungen jedes Benutzers gerecht werden können.

Der traditionelle FPGA-Entwicklungsfluss umfasst sowohl Hardware- als auch Software-Aspekte und erfordert eine beträchtliche Menge an Zeit für Entwicklung und Kompilierung. OFS bietet eine Lösung, um die Entwicklungszeit zu reduzieren und eine schnelle Workload-Entwicklung zu ermöglichen. Aber was genau ist der Open FPGA Stack (OFS) und welche Vorteile bietet er?

Einführung in OFS und seine Funktionen

Der Open FPGA Stack (OFS) ist eine Software- und Hardware-Infrastruktur, die es Kunden und Partnern von Intel ermöglicht, Intel Design Boards zur Entwicklung maßgeschneiderter FPGA-basierter Plattformen oder Workloads zu nutzen. OFS bietet Referenzdesigns und automatisierte Build-Skripte zum Erstellen von FPGA-Plattformen. Upstream-Linux-Treiber ermöglichen native Betriebssystem-Unterstützung, die für Ihre benutzerdefinierte Karte genutzt werden kann, ohne dass ein Patch erforderlich ist. Benutzerbereichstools und ein Software Development Kit (SDK) können zur weiteren Softwareanpassung verwendet werden.

Da der Quellcode modular ist und aus branchenüblichen Schnittstellen besteht, wird der Prozess der Erstellung spezifischer Lösungen für Anwendungen erheblich vereinfacht. Die Hardware-Design-Software, der Code und die technischen Dokumente sind alle Open Source und über GitHub zugänglich.

Architektur des OFS

Die Architektur des OFS besteht aus zwei Hauptkomponenten: der SoC-Shell und der AFU-Region. Die SoC-Shell enthält eine integrierte zeitnah geschlossene I/O-Ring und bietet Schnittstellen wie PCIe, Ethernet, Speicher, Debugging und QSFP-Controller. Die AFU-Region bietet die standardmäßigen Ein- und Ausgänge für die Entwicklung Ihrer Workloads und ermöglicht die Portierung über andere OFS-Shell-Designs hinweg.

Das OFS bietet außerdem Plattform-Interface-Module (PIMs), die als Brücken dienen, um Standardschnittstellen auf Speicherabbild- oder Avalon-basierte Protokolle für Ihre Workload-IP umzuwandeln. Mit OFS haben Sie die Möglichkeit, zwischen der Entwicklung eines statischen oder PR-fähigen Designs zu wählen. Statische Designs werden in der Regel verwendet, wenn keine Aktualisierungen oder Austausche von Workloads während des Einsatzes des Systems erwartet werden. Ein teilweises Ansichtskonfigurationsdesign ermöglicht das Austauschen von Workloads, wenn das System aus der Ferne bereitgestellt wird.

Entwickeln von maßgeschneiderten Workloads mit OFS

Die Entwicklung von Workloads oder AFUs (Accelerator Function Units) mit OFS erfordert den Einsatz eines sechsstufigen Entwicklungsflusses. Zunächst muss Ihre Karte oder Ihr Server eingerichtet werden, und alle erforderlichen Komponenten wie ein kompatibles Betriebssystem, ein Kernel, die Cortex Prime Pro Software und die OFS-Repositories sollten vorhanden sein. Anschließend können Sie Ihre eigene AFU entwickeln, indem Sie entweder ein vorab erstelltes Referenzdesign verwenden oder ein neues Design erstellen. Sie können die AFU-Simulationsumgebung nutzen, um die grundlegende Funktionalität Ihrer Workloads zu überprüfen.

Bei OFS haben Sie die Möglichkeit, die Remote-Signalanalyse zu verwenden, um Fehler in Ihrer Workload-Funktionalität zu analysieren. Darüber hinaus stellt OFS automatisierte Build-Skripte bereit, unterstützt die Hardware- und Software-Co-Simulation und bietet Tools zur Überprüfung der Workload-Funktionalität.

Evaluierung und Testen von OFS

Bevor Sie mit der Entwicklung Ihrer eigenen Workloads mit OFS beginnen, sollten Sie den Evaluierungs- und Testfluss von OFS verwenden, um sich mit den Funktionen und Tools vertraut zu machen. Intel bietet eine Out-of-Box-Evaluierungsplattform, um die bereitgestellte Software und Hardware zu testen. Außerdem wird empfohlen, ein Beispiel-AFU zu erstellen, um sich auf die Entwicklung Ihrer eigenen maßgeschneiderten AFU vorzubereiten.

Um die OFS-Funktionalität auf der Karte zu testen, können Sie die Intel Acceleration Development Platforms oder Karten von verbundenen Boardherstellern verwenden. Weitere Informationen dazu finden Sie auf boardcatalogs.intel.com.

Mit OFS können Sie die Entwicklungszeit reduzieren und eine schnelle Workload-Entwicklung auf FPGA-basierten Plattformen ermöglichen. Der Open FPGA Stack bietet eine umfassende Software- und Hardware-Infrastruktur, um benutzerdefinierte Workloads zu erstellen und zu optimieren. Entscheiden Sie sich noch heute für OFS und beschleunigen Sie Ihre FPGA-Entwicklung!

Highlights

• Der Open FPGA Stack (OFS) ist eine Software- und Hardware-Infrastruktur, die es Entwicklern ermöglicht, maßgeschneiderte FPGA-basierte Workloads zu entwickeln.
• OFS bietet Referenzdesigns, automatisierte Build-Skripte und Upstream-Linux-Treiber.
• Die Architektur des OFS besteht aus einer SoC-Shell und einer AFU-Region.
• OFS reduziert die Entwicklungsdauer und bietet Tools für die Workload-Entwicklung und -Analyse.
• Bevor Sie Ihre eigenen Workloads mit OFS entwickeln, können Sie die Evaluierungs- und Testplattform nutzen.

FAQ

Frage: Was ist der Open FPGA Stack (OFS)? Antwort: OFS ist eine Software- und Hardware-Infrastruktur, die die Entwicklung maßgeschneiderter FPGA-basierter Workloads ermöglicht.

Frage: Welche Vorteile bietet OFS? Antwort: OFS reduziert die Entwicklungszeit, bietet Referenzdesigns, automatisierte Build-Skripte, Upstream-Linux-Treiber und Tools für Workload-Entwicklung und -Analyse.

Frage: Welche Architektur hat OFS? Antwort: OFS besteht aus einer SoC-Shell und einer AFU-Region, die die Entwicklung von Workloads ermöglicht.

Frage: Wie kann ich OFS testen? Antwort: Sie können die Evaluierungs- und Testplattform von OFS verwenden und ein Beispiel-AFU erstellen, um sich mit OFS vertraut zu machen.

Frage: Kann OFS auf verschiedenen Karten verwendet werden? Antwort: Ja, OFS kann auf Intel Acceleration Development Platforms oder Karten von verbundenen Boardherstellern genutzt werden.

Ressourcen

• boardcatalogs.intel.com