Desarrolla cargas de trabajo basadas en FPGA con OFS

Tabla de contenidos:

1. Introducción 🌟
2. ¿Qué es el Framework Open FPG Stack (OFS)? ✨
3. Ventajas de utilizar OFS en el diseño de cargas de trabajo basadas en FPGA 🌈
4. Cómo empezar a utilizar OFS para desarrollar cargas de trabajo 🚀
5. Visión general de la arquitectura de OFS 👷‍♂️
6. Desarrollo de cargas de trabajo con OFS 🛠️
7. Herramientas y características de OFS para el desarrollo de cargas de trabajo 👨‍💻
8. Flujo de desarrollo para construir una carga de trabajo con OFS 🔄
9. Evaluación de OFS y desarrollo de cargas de trabajo de ejemplo 📝
10. Plataformas de desarrollo de aceleración de Intel y tarjetas de proveedores afiliados 🎯

✨ ¿Qué es el Framework Open FPG Stack (OFS)? ✨

El Framework Open FPG Stack (OFS) es una infraestructura de software y hardware que facilita el uso de placas de diseño de Intel para desarrollar plataformas personalizadas basadas en FPGA. OFS ofrece diseños de referencia y scripts de compilación automatizados para construir plataformas FPGA. Además, cuenta con controladores de kernel y herramientas de espacio de usuario que se pueden aprovechar para personalizar aún más el software. Todo el código fuente de OFS, incluido el diseño de hardware, el código de software y la documentación técnica, es de código abierto y está disponible a través de GitHub.

🚀 Ventajas de utilizar OFS en el diseño de cargas de trabajo basadas en FPGA

Las FPGA brindan a los desarrolladores y a los ingenieros la capacidad de programar y ejecutar múltiples tareas o instrucciones de manera flexible. Sin embargo, el desarrollo de FPGA tradicional puede llevar mucho tiempo debido a la necesidad de diseñar tanto el hardware como el software. En este sentido, OFS simplifica este proceso al proporcionar un diseño de referencia optimizado y una pila de software completa que reducen considerablemente el tiempo de desarrollo. Además, con OFS, las cargas de trabajo pueden portarse fácilmente a través de diferentes diseños de caparazón OFS, lo que facilita la reutilización de diseños.

👷‍♂️ Visión general de la arquitectura de OFS

En términos de desarrollo de cargas de trabajo, OFS consta de dos regiones principales: la región FEM (Front-End Module) o caparazón y la región AFU (Accelerator Function Unit) o unidad de función aceleradora. El caparazón proporciona interfaces integradas de E/S (como PCIe, Ethernet, memoria, etc.) que son comunes en las aplicaciones de FPGA. Por otro lado, la región AFU proporciona las interfaces de entrada y salida estándar para construir cargas de trabajo específicas. OFS también cuenta con módulos de interfaz de plataforma que facilitan la conversión de las interfaces de transmisión estándar a protocolos gestionados por memoria o protocolos basados en Avalon para la IP de carga de trabajo.

🛠️ Desarrollo de cargas de trabajo con OFS

El desarrollo de una carga de trabajo o función aceleradora utilizando OFS sigue seis pasos generales. Primero, es necesario configurar la tarjeta o el sistema en el que se va a construir y probar la carga de trabajo, asegurándose de tener el sistema operativo compatible, el software de desarrollo primario y los repositorios de OFS. Luego, se puede construir una función aceleradora utilizando el diseño de referencia o un caparazón precompilado proporcionado por OFS. Después de construir la función aceleradora, se puede utilizar el entorno de simulación de la función aceleradora para comprobar su funcionalidad básica.

Si por alguna razón, la función aceleradora no se ejecuta sin errores, se pueden realizar pruebas del sistema utilizando la funcionalidad de depuración en chip ofrecida por OFS. También existe la opción de construir una carga de trabajo estática o habilitada para reconfiguración parcial, dependiendo de si se espera que la carga de trabajo se actualice o no mientras el sistema está en funcionamiento.

👨‍💻 Herramientas y características de OFS para el desarrollo de cargas de trabajo

OFS proporciona una serie de características y herramientas para el desarrollo de cargas de trabajo y unidades de función aceleradora (AFU). Por ejemplo, ofrece scripts de compilación automatizados para compilar las cargas de trabajo, ejemplos de cargas de trabajo que muestran las características del caparazón y la pila de software, y herramientas de simulación utilizando los simuladores VCS y Questa. Además, OFS brinda un kit de desarrollo de software (SDK) que permite la co-simulación de hardware y software, así como una capacidad de señales remotas para la depuración en chip. Estas herramientas y características facilitan el desarrollo y la depuración de cargas de trabajo en OFS.

🔄 Flujo de desarrollo para construir una carga de trabajo con OFS

El flujo de desarrollo para construir una carga de trabajo utilizando OFS consta de seis pasos generales. En primer lugar, se debe evaluar OFS y familiarizarse con las características y herramientas que ofrece. Intel proporciona un flujo de evaluación fuera de la caja que permite probar el software y los ingredientes de hardware proporcionados. A continuación, se recomienda practicar construyendo una unidad de función aceleradora de ejemplo para prepararse para el desarrollo de una unidad de función aceleradora personalizada. Intel ofrece el código fuente y los scripts de compilación necesarios para facilitar las pruebas iniciales en la placa. Por último, se puede utilizar el hardware de desarrollo de aceleración de Intel o tarjetas de proveedores afiliados para ejecutar OFS en una tarjeta real.

📝 Evaluación de OFS y desarrollo de cargas de trabajo de ejemplo

Para aquellos que deseen evaluar OFS antes de comenzar con su propio desarrollo, Intel ofrece un flujo de evaluación fuera de la caja. Esto permite probar el software y los ingredientes de hardware proporcionados por OFS. También se recomienda construir una carga de trabajo de ejemplo utilizando el código fuente y los scripts de compilación proporcionados por Intel. Esto ayudará a familiarizarse con el flujo de desarrollo de OFS y prepararse para el desarrollo de cargas de trabajo personalizadas.

Para obtener más información sobre la evaluación de OFS y el desarrollo de cargas de trabajo, se recomienda consultar los módulos siguientes en la presentación "Evaluación de OFS y desarrollo de cargas de trabajo con OFS".

✨ Destacados:

• OFS (Open FPG Stack) es un framework de software y hardware para desarrollar plataformas personalizadas basadas en FPGA.
• OFS ofrece diseños de referencia, scripts de compilación automatizados y una pila de software completa.
• El uso de OFS reduce el tiempo de desarrollo y facilita la reutilización de diseños de carga de trabajo.
• OFS consta de un caparazón y una unidad de función aceleradora (AFU).
• El desarrollo de cargas de trabajo con OFS sigue un flujo de desarrollo de seis pasos.
• OFS proporciona herramientas y características para el desarrollo y la depuración de cargas de trabajo.

❓ Preguntas frecuentes:

Q: ¿Qué es OFS? A: OFS es el acrónimo de Open FPG Stack, un framework de software y hardware para desarrollar plataformas personalizadas basadas en FPGA.

Q: ¿Cuáles son las ventajas de utilizar OFS? A: Al utilizar OFS, se reduce el tiempo de desarrollo y se facilita la reutilización de diseños de carga de trabajo.

Q: ¿Qué herramientas ofrece OFS para el desarrollo de cargas de trabajo? A: OFS ofrece scripts de compilación automatizados, ejemplos de cargas de trabajo, herramientas de simulación y un kit de desarrollo de software (SDK).

Q: ¿Cuál es el flujo de desarrollo con OFS? A: El flujo de desarrollo con OFS consta de seis pasos generales: configuración del sistema, construcción de la unidad de función aceleradora, simulación de la carga de trabajo, pruebas del sistema, construcción de una carga de trabajo estática o habilitada para reconfiguración parcial, y depuración en chip.

Q: ¿Cómo puedo evaluar OFS antes de comenzar con mi propio desarrollo? A: Intel ofrece un flujo de evaluación fuera de la caja que permite probar el software y los ingredientes de hardware proporcionados por OFS. También se recomienda construir una carga de trabajo de ejemplo utilizando el código fuente y los scripts de compilación proporcionados por Intel.

Recursos:

• Sitio web de OFS en GitHub
• Catálogo de placas de desarrollo de aceleración de Intel