University thesis:
Masterarbeit, Technische Universität Ilmenau, 2019
Footnote:
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Description:
Viele aktuelle Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) unterstützen die Technik der partiellen Rekonfiguration (PR), durch die dynamisch zur Laufzeit ein Hardware-Design auch nur teilweise ausgetauscht werden kann. Die vorliegende Arbeit integriert PR-Funktionalität in die an der Technischen Universität Ilmenau für harte Echtzeitaufgaben mit hochpräzisen Fließkommaberechnungen entwickelte VHDL Integrated Softcore Architecture for Reconfigurable Devices (ViSARD). Zu diesem Zweck wird die arithmetisch-logische Einheit angepasst, um das Auswechseln von Fließkomma-Ausführungseinheiten zu ermöglichen. Ziele der Entwicklung des PR-Systems sind hohe Geschwindigkeit, niedrige Latenz, niedrige Ressourcenkosten und harte Echtzeitfähigkeit. Erreicht werden diese durch die Umsetzung einer eigenen Steuereinheit (partial reconfiguration controller), die partielle Bitströme aus externem RAM über einen standardmäßigen AXI-Bus lädt sowie die entsprechende Erweiterung der ViSARD. In einem Testdesign, das zwischen drei verschiedenen Konfigurationen mit je zwischen einer und drei Ausführungseinheiten wechselt, hat das entwickelte PR-System den maximal spezifierten Bitstromdurchsatz auf dem Ziel-FPGA erreicht und den Verbrauch an Lookup-Tabellen um etwa 40 % verringert.