【技术实现步骤摘要】
一种性能驱动的多FPGA雅克比模版计算最优部署方法及系统
本专利技术属于电子
，具体涉及一种性能驱动的多FPGA雅克比模版计算最优部署方法及系统。
技术介绍
模版计算(StencilComputation)是一种根据固定的“模版”形式迭代更新数组元素值的计算方式。作为流体动力学、电磁学等科学计算的模拟过程，是一种仿真计算的重要方法。根据应用场景和计算方式的不同，模版计算分为很多种，在众多模版计算类别中，雅克比(Jacobi)计算在线性方程组的求解领域具有广泛的研究和应用。图1为1DJacobi计算示意图，其中横轴为空间维度i，纵轴为时间维t，图中每一个实心黑点表示一个迭代实例(cell)，所有迭代实例组成了迭代空间。1DJacobi由于空间维度为一维，所以其迭代空间为二维空间。箭头方向表示迭代实例之间的依赖关系，其中，箭头指向方向的迭代实例称为目标实例(target)，箭头发出方向的迭代实例称为源实例(source)。图2为对应的1DJacobi计算的示例代码。模版计算更新数据时采用的计算模版有很多种，...
【技术保护点】
1.一种性能驱动的多FPGA雅克比模版计算最优部署方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、对雅克比模版计算进行六边形分块，使分块间的数据能够并行运算；/nS2、对运行雅克比模版计算的N种FPGA芯片进行形式化描述，使用数学表示不同FPGA芯片的各项属性；/nS3、对步骤S1的六边形分块和步骤S2的形式化描述内容进行数学建模，确定模型的约束条件，根据FPGA芯片模型的总成本、资源占用与总耗时确定目标函数；/nS4、利用步骤S1得到的雅克比六边形分块的属性、步骤S2得到的FPGA芯片形式化描述内容、步骤S3确定的各项约束条件与目标函数内容进行编写，生成模型文件后优化得到包括六...
【技术特征摘要】
1.一种性能驱动的多FPGA雅克比模版计算最优部署方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对雅克比模版计算进行六边形分块，使分块间的数据能够并行运算；
S2、对运行雅克比模版计算的N种FPGA芯片进行形式化描述，使用数学表示不同FPGA芯片的各项属性；
S3、对步骤S1的六边形分块和步骤S2的形式化描述内容进行数学建模，确定模型的约束条件，根据FPGA芯片模型的总成本、资源占用与总耗时确定目标函数；
S4、利用步骤S1得到的雅克比六边形分块的属性、步骤S2得到的FPGA芯片形式化描述内容、步骤S3确定的各项约束条件与目标函数内容进行编写，生成模型文件后优化得到包括六边形分块的大小，FPGA芯片运行的六边形分块数量和顺序的最优结果，根据最优结果确定最优放置策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，定义六边形分块中任意一块六边形计算单元g如下：
g＝(ws,wl,h)
其中，ws为六边形分块的上下底宽度，wl为中心宽度，h为六边形分块的高，ws、wl和h均以cell数量计量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，N种FPGA芯片的各项属性fn为：
其中，fren为芯片频率，为芯片各项资源数量，为片上带宽，为片间带宽，costn为芯片成本。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，首先定义雅克比模版计算放置策略的常量，然后定义雅克比模版计算放置策略的变量，对定义的常量和变量进行约束，确定六边形分块与所使用的FPGA芯片f所属关系唯一性约束、六边形分块的横向连续性约束、FPGA芯片型号唯一性约束、水平方向上起始与结束六边形分块参数约束、水平方向六边形分块数量约束、缓存数据容量约束和资源占用约束。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，六边形分块与所使用的FPGA芯片所属关系唯一性约束为：
六边形分块的横向连续性约束为：
FPGA芯片型号唯一性约束为：
水平方向上起始与结束六边形分块参数约束为：
wlast＝I-wfirst-x(ws+wl)
水平方向六边形分块数量约束为：
缓存数据容量约束
bufferleft＝h
buffertop＝ws
bufferright＝h
资源占用约束为：
其中，k∈K，F为所使用的FPGA芯片数量，ak,f为第k个六边形分块运行于第f个芯片，kl,km,kh为任意水平方向上的六边形分块，为六边形分块km与所运行的FPGA芯片f的所属关系，akl,f为六边形分块kl与所运行的FPGA芯片f的所属关系，为六边形分块kh与所运行的FPGA芯片f的所属关系，N为FPGA芯片种类，pf,n为第f个芯片的型号为n，wfirst为水平方向上第一个六边形分块的宽...
【专利技术属性】
技术研发人员：伍卫国，王今雨，康益菲，冯雅琦，栗怡文，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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