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J-GLOBAL ID：201902291361348798   整理番号：19A1998113

円形バッファによるスカラー置換

Scalar Replacement with Circular Buffers

著者 (1件)： Seto Kenshu (Tokyo City University)
資料名： IPSJ Transactions on System LSI Design Methodology (Web)  (IPSJ Transactions on System LSI Design Methodology (Web))
巻： 12  ページ： 13-21(J-STAGE)  発行年： 2019年 
JST資料番号： U0110A  ISSN： 1882-6687  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： スカラー置換は,高レベル合成(HLS)の前に適用できる効果的なアレイアクセス最適化の一つである。スカラー置換の成功した応用は,局所メモリを除去し,その結果,ハードウェア面積を減少させる。さらに,スカラー置換は,メモリアクセスコンフリクトを低減することにより,ハードウェア実行サイクル数を削減する。スカラー置換では,シフトレジスタが,局所アレイを移動し,シフトレジスタの長さに対応する距離を再利用するために導入される。以前のスカラー置換法はレジスタの連鎖によるシフトレジスタを実行するので,再利用距離が大きいとき,ハードウェア面積は大きくなる。さらに,再利用距離がコンパイル時間で未知であるとき,以前のスカラー置換法は,多数の入力を持つマルチプレクサを必要とし,それはハードウェア面積をさらに増加させる。本論文では,この問題を解決するための新しい手法を提案した。特に,レジスタの連鎖の代わりに円形バッファを持つシフトレジスタを実装した。RAMベースの円形バッファによって実装された大きなシフトレジスタはレジスタ連鎖によって実装されたものよりコンパクトである。また,提案した方法は,静的に未知の再利用距離を持つループに対するスカラー置換を実現するために,多重装置を必要とせず,面積効率的なハードウェア実装をもたらすことを示した。この方法を実装し,大きなシフトレジスタを必要とするベンチマークプログラムにツールを適用するツールを開発した。ハードウェア性能を犠牲にすることなく,以前の方法と比較して,提案した方法によりハードウェア面積が低減されることを見出した。提案した方法は,編集時間で大きなまたは未知の再利用距離を持つプログラムに対する面積効率的スカラー置換法であると結論した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *システム設計 ,  *シフトレジスタ ,  *RAM【メモリ】 ,  接続 ,  置換 ,  記憶 ,  参照 ,  バッファメモリ
準シソーラス用語： *高位合成 ,  RTL ,  メモリアクセス ,  スカラー置換 ,  参照記憶

著者キーワード (5件)： 高レベル合成 ,  スカラー置換 ,  シフトレジスタ ,  円形バッファ ,  ループパイプライン

分類 (1件)： 記憶装置  (JC04060F)

引用文献 (14件)：

• [1] Gajski, D.D. et al.: High Level Synthesis: An Introduction to Chip and System Design, Kluwer Academic Publishers (1992).
• [2] Vivado Design Suite User Guide: High-Level Synthesis (UG902), Xilinx (2017).
• [3] Cong, J., Jiang, W., Liu, B. and Zou, Y.: Automatic Memory Partitioning and Scheduling for Throughput and Power Optimization, ACM Trans. Design Automation of Electronic Systems (2011).
• [4] Cong, J., Jiang, W., Liu, B. and Zou, Y.: Theory and algorithm for generalized memory partitioning in high-level synthesis, International Symposium on Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) (2014).
• [5] Cong, J., Li, P., Xiao, B. and Zhang, P.: An Optimal Microarchitecture for Stencil Computation Acceleration Based on Nonuniform Partitioning of Data Reuse Buffers, IEEE Trans. Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, Vol.35, pp.407-418 (2016).

タイトルに関連する用語 (4件)： 円形 ,  バッファ ,  スカラー ,  置換