DOI: 10.14489/vkit.2014.09.pp.051-056

Левин И. И., Доронченко Ю. И., Мельников А. К.
МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ С ГЛУБОКИМИ ЦИКЛАМИ НА РЕКОНФИГУРИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
(с. 51-56)

Аннотация. Рассмотрены отличия программирования традиционных многопроцессорных вычислительных систем от реконфигурируемых, что обусловливает необходимость создания новых подходов к синтезу конфигурационных программ. Показаны основные подходы к организации управления вычислительным процессом, характеризующиеся уровнем информационных обменов и объемами используемого ресурса. Предложен более гибкий способ управления, который позволяет сбалансировать требования к указанным параметрам. Рассмотрены критерии применимости и дана оценка эффективности предложенного метода.

Ключевые слова: реконфигурируемая вычислительная система; глубокие циклы; распараллеливание вычислительных процессов; кластерные системы; программируемые логические интегральные схемы.

Levin I. I., Doronchenko Yu. I., Melnikov A. K.
METHOD OF EFFECTIVENESS INCREASING OF IMPLEMENTATION OF ALGORITHMS WITH DEEP LOOPS ON RECONFIGURABLE COMPUTER SYSTEMS
(pp. 51-56)

Abstract. The paper covers distinctive features of programming of cluster multiprocessor computer systems and reconfigurable computer systems, and necessity of creation of new approaches to synthesis of configuration programs. It is shown, that the most critical resource of reconfigurable computer systems is the number of user I/O pins of FPGA chips, which practically has not been changed for many years in contrast to computational resource and clock rate, which are steadily growing. We consider principal approaches to organization of control of computational process, which is defined by the level of data exchange and the volume of used resource. It is shown, that there is a certain imbalance, when we use the considered traditional approaches. When the number of data exchanges is minimum, then the value of necessary resource can significantly grow, and vice versa. In addition, the amount of hardware resource involved into synchronization of computational processes can be comparable and sometimes can even exceed the amount of hardware resource involved into computation process. We suggest a more flexible method of control, which can balance requirements to the specified parameters, and give a detailed description of application of the suggested method for structures with deep loops. The suggested method provides reduction of hardware resources needed for implementation of deep loops owing to splitting of the loop into two nested loops and determination of effective ranges of iteration counters. Besides, validity criteria are considered, and effectiveness of the suggested method is measured.

Keywords: Reconfigurable computer system; Deep loops; Parallelization of computational processes; Cluster systems; Field Programmable Gate Array.