aws ec2 f1とxilinx sdaccel

AWS EC2 F1とXilinx SDAccel

@Vengineer

2017/07/08

いつものようにソースコードとドキュメントの中を探ってみました

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この資料は、

各社の公開情報を

Google君で検索したものを

まとめたものです。

ご利用は、自己責任でお願いします

ソフトウェア

引用：https://raw.githubusercontent.com/aws/aws-fpga/master/hdk/docs/images/AWS_FPGA_Software_Overview.jpg

AWS EC2 F1 SW関係図

引用：Platform Development Guide,UG1164 (v2016.4) March 9, 2017, Page.48, Figure 31

SDAccelソフトウェア構成

ソフトウェア構成

Runtime Software

HAL

DMA Driver

OpenCL Runtime Software

どちらも非公開

Xilinx SDAccel

xilinxopencl

AWS EC2 F1

Xilinx SDAccel runtime software

HAL(Hardware Abstraction Layer)

Xilinx SDAccelXilinx OpenCL Hardware Abstraction Layer

SDx/2016.4/data/sdaccel/pcie/src/ の xclhal.zip

AWS EC2 F1SDAccel Hardware Abstraction Layer for AWS FPGA (xilinx製 + Amazon)

https://github.com/aws/aws-fpga/tree/master/sdk/SDAccel

引用：Platform Development Guide,UG1164 (v2016.4) March 9, 2017, Page.51

HAL : SDAccelxclProbexclOpenxclClosexclResetDevicexclGetDeviceInfo2xclLockDevicexclReClock2xclLoadBitstreamxclLoadXclBinxclAllocDeviceBufferxclAllocDeviceBuffer2xclFreeDeviceBufferxclCopyBufferHost2DevicexclCopyBufferDevice2Host

引用：PlatforxclCopyBufferDevice2Hostm Development Guide,UG1164 (v2016.4) March 9, 2017, Page.51

xclGetDeviceClockFreqMHzxclGetReadMaxBandwidthMBpsxclGetWriteMaxBandwidthMBpsxclPerfMonClockTrainingxclPerfMonStartCountersxclPerfMonStopCountersxclPerfMonReadCountersxclPerfMonStartTracexclPerfMonStopTracexclPerfMonGetTraceCountxclPerfMonReadTracexclWritexclReadxclUpgradeFirmware2xclBootFPGA

HAL : AWS EC2 F1

Rev 1.0

xclOpenxclClosexclGetDeviceInfo2xclLoadBitstreamxclLoadXclBinxclAllocDeviceBufferxclAllocDeviceBuffer2xclFreeDeviceBufferxclCopyBufferHost2DevicexclCopyBufferDevice2HostxclBootFPGA

引用：https://github.com/aws/aws-fpga/blob/master/sdk/SDAccel/userspace/src/shim.cpp

xclWritexclReadxclUpgradeFirmwarexclUpgradeFirmware2

Rev1.1

xclProbexclResetDevicexclReClock2xclLockDevice

HAL : AWS EC2 F1

引用：https://github.com/aws/aws-fpga/blob/master/sdk/SDAccel/userspace/src/perf.cpp

下記の関数の中身は、空xclPerfMonStartCountersxclPerfMonStopCountersxclPerfMonReadCountersxclPerfMonClockTrainingxclPerfMonStartTracexclPerfMonStopTracexclPerfMonGetTraceCountxclPerfMonReadTracexclGetDeviceClocxclProbekFreqMHzxclGetReadMaxBandwidthMBpsxclGetWriteMaxBandwidthMBpsxclGetDeviceTimestampxclSetOclRegionProfilingNumberSlots

DMA Driver

Xilinx SDAccel xcldma

SDxをインストールしたplaforms/<dsa>/sw/driverのxcldma.zip

AWS EC2 F1 EDMA (Amazon製)

https://github.com/aws/aws-fpga/tree/master/sdk/linux_kernel_drivers/edma

引用：Platform Development Guide,UG1164 (v2016.4) March 9, 2017, Page.48

ハードウェア

引用：SDAccel Environment User Guide,UG1023 (v2016.4) March 9, 2017, Page.9, Figure 2

Host/ServerとFPGAの関係

ホスト： PCx86 or Power8/9

デバイス：FPGA部

・Infrastructure IPPCIe / DMA

・MemoryDDR3/DDR4

・OpenCL Kernel


Host/ServerとFPGAの関係


Static RegionとProgrammable Regionの関係


Vivadoの中では？

Static Region

Programmable Region


Regular PR と Expanded PR

引用：Xilinx Reference Design for KU115 Developer Board for Acceleration,UG1234 (v2016.4) May 10, 2017, Page.19, Figure 10


DDR3 CtrlAXI Interconnect

PCIe I/F& DMA

SDAccel

AXI Interconnect


Programmable Region

・16個のカーネルまでサポート

・外部I/Oに直接接続可能



3個のカーネル

AXI InterconnectAXI Interconnect

引用：https://raw.githubusercontent.com/aws/aws-fpga/master/hdk/docs/images/AWS_Shell_CL_overview.jpg

AWS EC2 F1 FPGAブロック図

引用：https://raw.githubusercontent.com/aws/aws-fpga/master/hdk/cl/examples/cl_dram_dma/design/cl_dram_dma.jpg

AWS EC2 F1 DMAサンプル

AXI Interconnect

DDR4 DMA PCIe SDA 割込OCL BAR1Debug

DDR4-A, B, D

引用：Xilinx Reference Design for KU115 Developer Board for Acceleration,UG1234 (v2016.4) May 10, 2017, Page.10, Figure 2-3

SDAccell実装例

ありがとうございました

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