FPGAを含む計算資源管理のためのオペレーティングシステム基盤

用于管理包括 FPGA 在内的计算资源的操作系统平台

基本信息

  • 批准号:
    20K11751
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

2022年度は、FPGAを含む計算資源の多重化を実現する開発環境の開発ならびに評価についての研究を行った。本研究では、FPGAは1つのプロセスが占有して使用するものであり、他のFPGAを使用するプロセスは実行を開始することができないという問題点を解決するため、計算資源としてはCPUはFPGAを代替する、またその逆も成り立つという、CPUとFPGAを並列に考えるという概念を取り入れることで、必要とする計算資源が占有されている場合は、他の利用可能な計算資源を用いて実行するという選択肢を得ることで、計算資源全体での多重化を可能にしている。そのための開発環境として、単一のプログラムから複数の利用可能な計算資源で実行可能なバイナリ等を生成できる環境が必要となる。そのプログラムから、CPUについてはコンパイルして実行可能バイナリを生成し、FPGAについては高位合成(HLS)によりFPGA回路に変換してIPを生成する開発環境の開発を行った。開発環境は、複数のオペレーティングシステム間でのポータビリティを考慮し、Dockerを用いて開発を行った。評価には汎用性を重視し、Windowsを用いて行った。WindowsではDocker for WindowsとWSL2上のDockerの2通りの方法を用いることができるため、それら両方に開発環境を構築し、比較を行った。プログラムのソースコードをどこに配置するかが開発効率に影響するため、ホスト環境にソースコードを配置するかたちで生成時間を計測したところ、Windows上にソースコードを配置するDocker for Windowsよりも、WSL2上のUbuntuにソースコードを配置するWSL2上のDockerの方が約3倍高速であり、開発環境としてはWSL2を用いる方が有効であることを明らかにした。
In 2022, FPGA will conduct research on the development and evaluation of development environment including the implementation of multiple computing resources. In this study, FPGA is the first to be occupied and used, and other FPGAs are used. The problem is solved. Computational resources are replaced by FPGAs. The reverse is established. CPU and FPGAs are juxtaposed. The concept of computing resources is introduced. He may utilize computing resources to perform operations, select and obtain computing resources, and multiplex all computing resources. The development environment is necessary for the creation of multiple possible computing resources. For example, the CPU may implement a high level synthesis (HLS), and the FPGA may implement a high level synthesis (IP). Development environment, a number of different types of media, different types of media. Comments are focused on universal usability and Windows is used well. Docker for Windows and Docker for WSL2 are the two ways to build and compare development environments. Docker for Windows on Windows, Docker for Ubuntu on WSL2, Docker for Windows on WSL2.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Operating System Framework for Transparent Execution on a CPU and FPGA
在 CPU 和 FPGA 上透明执行的操作系统框架
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    更田 裕司;森田 行則;Shuichi Oikawa
  • 通讯作者:
    Shuichi Oikawa
Operating System Resource Management for FPGA
FPGA 操作系统资源管理
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中 和也;門田 暁人;Zeynep Yucel;高井利憲;三宅 武将,福間 慎治,森 眞一郎;Satoshi Fujita;Shuichi Oikawa
  • 通讯作者:
    Shuichi Oikawa
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追川 修一其他文献

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  • 通讯作者:
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  • 批准号:
    20K19781
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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  • 批准号:
    20K11837
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.75万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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    $ 2.75万
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    19K20246
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
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    19H04109
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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