[count_enable 0]

Не уверен что в правильном разделе, но так как разрабатываю я на ПЛИС, то пусть будет здесь.

Появилась задача выполнять на ПЛИС очень длинные (тысячи и десятки тысяч) последовательности команд. Последовательности вычисляются нехитрым алгоритмом и представляют собой что-то типа:

P+=A+B;
P+=A+B;
(8x repeat)
P=P*A;
BRAM(Addr)=P;
P+=A+B;
(64x repeat)...
P=P*A;
BRAM(Addr+1)=P;
..and so on and on and on...

Хотя алгоритм вычисления и нехитрый, есть несколько десятков последовательностей которые надо выполнять. Сейчас на рассыпухе сделан генератор адресов и опкодов который это делает, но любое изменение алгоритма это огромный гемморой и недели отладки. Добавление новой последовательности приводит к ощутимому росту ресурсов. Процессор не справится - надо выдавать команды на 300+ МГц.  Решил сделать это микропрограммным секвенсером - тем более что ветвлений (кроме циклов заданной длины) в алгоритме нет, вся последовательность строго детерминистична. К сожалению, не нашел ничего достойного в современной литературе на эту тему, сейчас работаю по разрозненных публикациях в интернете и руководству по серии Ам2900 из 80х годов. Не хотелось бы изобретать свой велосипед для в общем типовой задачи. Будут ли рекомендации?

[des00 25]

Altera State/Micro Sequencer можно взять. Как готовый велосипед. Ну или ваш проапгрейдить написав "ассемблер."  Когда то, очень давно, выкладывал, правда в чужой теме, вот подобное

PS. Программировать я не умею почти, поэтому там детский сад, но как умел в то время)

[Serhiy_UA 1]

Из книг по микропрограммному управлению подойдет  "Майоров С.А., Новиков Г.И. Структура электронных вычислительных машин" - это классика.

Похоже у Вас выбор между "жесткой" и "гибкой" логикой. Для рассыпухи это было существенно, а для  ПЛИС уже почти нет. Но если Вы все же хотите сделать микропрограммный автомат (МА), то придется придумать простейший язык типа ассемблер, далее транслятор с него в машинные коды, ну и синтез самого МА. В целом это не сложно, но повозиться придется, особенно с языком. Сам когда-то делал на рассыпухе такие спецвычислители на основе МА, тогда ПЛИС еще не было. А на ПЛИС все же проще сделать что-то типа FSM или их группы из нескольких FSM, так может выйти проще.  

Сори, за жуткий шрифт, исправить не могу.

 

[Alex77 4]

а может посмотреть в сторону HLS Vivado ?

[count_enable 0]

Спасибо за ответы. HLS не подходит т.к. длина последовательности зависит от входных данных, плюс надо гибко переключаться между 3-4 типами последовательностей. Так что только программное управление.

Конечные автоматы различной степени вложенности используем сейчас, но как я говорил, отладка затруднена (любое изменение задержек в выч. устройстве - переписывай код и отлаживай по новой), гибкость недостаточна, а ресурсов сожрали как почти полноценный процессор.  Майорова пока найти не удалось, с альтеровским секвенсером знакомлюсь. Пока что мой секвенсер выглядит похоже на это: https://vak.dreamwidth.org/573813.html .

Сейчас размышляю над двумя вариантами:

- Вариант без циклов и переходов(линейный проход). Каждое слово в формате "опкод: количество повторений". МА очень простой тогда. Недостаток: может быть недостаточно эффективным. Пусть будет 1к 18-битных слов, 9 под команду, 9 под количество повторений. Тогда у нас может быть только 1024 смены опкода в программе, каждый опкод можно повторить 512 раз. Вроде хватает, но надо считать.

- Вариант с переходами. Более близок к классическому МА, но мне жаль отдавать половину или больше каждого слова под адрес перехода.

[des00 25]

6 hours ago, count_enable said:

- Вариант без циклов и переходов(линейный проход). Каждое слово в формате "опкод: количество повторений". МА очень простой тогда. Недостаток: может быть недостаточно эффективным. Пусть будет 1к 18-битных слов, 9 под команду, 9 под количество повторений. Тогда у нас может быть только 1024 смены опкода в программе, каждый опкод можно повторить 512 раз. Вроде хватает, но надо считать.

- Вариант с переходами. Более близок к классическому МА, но мне жаль отдавать половину или больше каждого слова под адрес перехода.

Вот уж что, что, а память каскадиовать на плисе элементарно. как минимум в 4 раза количество команд вы увеличите легко. (4 блока 4к*9). Более того, вы можете использовать индексируемую таблицу задержек. Например вам нужно всего 16 разных задержек, вместо 512. вот и выделите место под меньшее количество) + можно каскадировать задержки

[Plain 227]

9 часов назад, count_enable сказал:

любое изменение задержек

Как его получаете?

[RobFPGA 35]

Приветствую!

 

При построение перепрограммируемых автоматов всегда приходится выбирать компромисс между скоростью исполнения (ака простотой структуры) и эффективностью команд программирования.  Простейшая структура секвенсора  на блоках памяти - позволить работать на частотах близких к макс. частотам памяти при простой структуре слов команд.  Естественно вам надо оценить максимальные требуемые разрядности полей перехода/повторения  и тогда уже можно решать по оптимизации структуры команд. На разрядности полей счетчика можно немного с экономить если длинные (но редкие) повторения делать несколькими более короткими командами.  А переходы например делать не на любой адрес а выровненными на начала блока из X команд.  

 

Удачи! Rob.

[hitch 0]

В 15.03.2019 в 00:09, count_enable сказал:

Майорова пока найти не удалось

Линк