A Full-System VM-HDL Co-Simulation Framework for Servers with PCIe-Connected FPGAs
A Full-System VM-HDL Co-Simulation Framework for Servers with PCIe-Connected FPGAs
复制标题
适用于具有 PCIe 连接 FPGA 的服务器的全系统 VM-HDL 联合仿真框架
DOI：
10.1145/3174243.3174269
复制
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Milder, Peter
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cho, Shenghsun;Patel, Mrunal;Chen, Han;Ferdman, Michael;Milder, Peter
服务器对高性能和低功耗加速技术的需求正在推动数据中心环境采用PCIe连接的FPGA。然而，用于服务器FPGA平台的应用软件、驱动程序和硬件HDL的共同开发仍然是阻碍大规模采用的根本挑战之一。FPGA加速器开发过程受到缺乏全面的全系统仿真工具、调试迭代时间慢得令人无法接受以及故障时对软件和硬件的可见性有限的困扰。在这项工作中，我们开发了一个框架，对虚拟机和HDL模拟器，使全系统协同仿真的服务器系统与PCIe连接的FPGA。我们的框架可以快速开发和调试未经修改的应用程序软件，操作系统，设备驱动程序和硬件设计。调试完成后，在部署到生产环境中之前，软件和硬件都不需要进行任何更改。在我们的案例研究中，我们发现，协同仿真框架大大提高了调试迭代时间，同时提供了宝贵的可见性到软件和硬件组件。
The need for high-performance and low-power acceleration technologies in servers is driving the adoption of PCIe-connected FPGAs in datacenter environments. However, the co-development of the application software, driver, and hardware HDL for server FPGA platforms remains one of the fundamental challenges standing in the way of wide-scale adoption. The FPGA accelerator development process is plagued by a lack of comprehensive full-system simulation tools, unacceptably slow debug iteration times, and limited visibility into the software and hardware at the time of failure. In this work, we develop a framework that pairs a virtual machine and an HDL simulator to enable full-system co-simulation of a server system with a PCIe-connected FPGA. Our framework enables rapid development and debugging of unmodified application software, operating system, device drivers, and hardware design. Once debugged, neither the software nor the hardware requires any changes before being deployed in a production environment. In our case studies, we find that the co-simulation framework greatly improves debug iteration time while providing invaluable visibility into both the software and hardware components.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1145/2678373.2665678
发表时间：
2014-10
期刊：
2014 ACM/IEEE 41st International Symposium on Computer Architecture (ISCA)
影响因子：
--
作者：
Andrew Putnam;Adrian M. Caulfield;Eric S. Chung;Derek Chiou;Kypros Constantinides;J. Demme;H. Esmaeilzadeh;J. Fowers;Gopi Prashanth Gopal;J. Gray;M. Haselman;S. Hauck;Stephen Heil;Amir Hormati;Joo-Young Kim;S. Lanka;J. Larus;Eric Peterson;Simon Pope;Aaron Smith;J. Thong;Phillip Yi Xiao;D. Burger
通讯作者：
Andrew Putnam;Adrian M. Caulfield;Eric S. Chung;Derek Chiou;Kypros Constantinides;J. Demme;H. Esmaeilzadeh;J. Fowers;Gopi Prashanth Gopal;J. Gray;M. Haselman;S. Hauck;Stephen Heil;Amir Hormati;Joo-Young Kim;S. Lanka;J. Larus;Eric Peterson;Simon Pope;Aaron Smith;J. Thong;Phillip Yi Xiao;D. Burger
混合 SW/SystemC SoC 仿真框架
DOI：
10.1109/isie.2007.4374971
发表时间：
2007
期刊：
2007 IEEE International Symposium on Industrial Electronics
影响因子：
--
作者：
M. Montón;A. Portero;Marc Moreno;Borja Martínez;J. Carrabina
通讯作者：
J. Carrabina
浅谈QEMU与SystemC的接口构建虚拟平台：以DMA为例
影响因子：
4.5
作者：
Tse;Ming
通讯作者：
Ming
消息传递硬件/软件协同仿真环境，有助于使用 TMD-MPI 进行可重构计算设计
DOI：
--
发表时间：
2008
期刊：
International Conference on Reconfigurable Computing and FPGAs
影响因子：
--
作者：
Manuel Saldaña;Emanuel Ramalho;P. Chow
通讯作者：
P. Chow
完整的系统仿真和验证框架
DOI：
--
发表时间：
2009
期刊：
2009 Fifth International Conference on Information Assurance and Security
影响因子：
--
作者：
Jing;Chen;C. Chang;C. Chen;Kuen;Y. Chu;J. Yeh;Ying
通讯作者：
Ying