Opencl-based efficient HLS implementation of iterative graph algorithms on FPGA
Yinelemeli çizge algoritmalarının FPGA üzerinde opencl ile etkin HLS uygulaması
- Tez No: 655344
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZCAN ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
İşlemci ve Alanda Programlanabilir Kapı Dizisi (CPU-FPGA) hibrit mimari-lerinin yaygınlaşmasıyla Yüksek Seviyeli Sentez (High-Level Synthesis-HLS) gibi soyut programlama yöntemlerine olan ilgi de artmıştır. Bu yöntemler FPGA programlamak için yapılması gereken bir çok işi programcının üzerinden almakta ve otomatikleştirmektedir. Böylece programcı alışık olduğu dil ve yöntemleri kullanarak FPGA için kod geliştirebilmektedir. Ancak bu iş akışı çoğu kez zahmetsiz olma kaygısıyla hızlı çalışmayı göz ardı edebilmekte ve bu nedenle çizge algoritmaları gibi yüksek performans gerektiren uygulamalarda başarısız kalmaktadır. Bu problemi çözmek maksadıyla yinelemeli grafik algoritmalar kapsamında, özel Yüksek Seviyeli Sentez (HLS) tabanlı optimizasyonlar geliştirdik. Özellikle, Sayfa Sıralama, Sığ Öncelikli Arama ve Bağlantılı Bileşenler algoritmalarını HLS ile hızlı bir donanımın sentezlenebilmesi için optimize ettik. FPGA üzerinde gerçekleştirilen verimli bir boru hattına sahip OpenCL çekirdeklerinin CPU üzerinde çalışan uygulamalara kıyasla üç kata kadar daha hızlı çalışabileceğini gösterdik. Çizgeleri boru hattına uygun biçimde kateden bir yöntem geliştirdik. Buna ek olarak, yöntemlerimizi programcıların kolayca kullanabilmesi için Yüksek Seviyeli Sentez (HLS) iş akışına uygun olarak yaptık.
Özet (Çeviri)
The emergence of CPU-FPGA hybrid architectures creates a demand for high abstraction programming tools such as High-Level Synthesis (HLS). HLS handles most of the FPGA development tasks automatically, thus freeing up programmers to create applications effortlessly on FPGAs with familiar programming languages. However, HLS often trades speed for convenience, which makes it a poor choice when it comes to applications in which computational performance is a crucial requirement, such as graph algorithms. In the scope of iterative graph algorithms, we developed custom HLS-based optimizations. Specifically, we applied these on PageRank (PR), Breadth-First Search (BFS), and Connected Components (CC) algorithms so that they can be synthesized in a performant way by HLS tools. We observed that well-pipelined OpenCL kernels can provide up to three times speedups on the Intel Xeon-FPGA architecture compared to CPU implementations. We optimized the traversal of vertices for pipelining to execute applications faster. Furthermore, our approach relies on the HLS workflow to make it effortless for the programmer.
Benzer Tezler
- Source-to-source transformation based methodology for graph-parallel FPGA accelerators
Kaynaktan kaynağa dönüşüme dayalı paralel çizge FPGA hızlandırıcıları yöntemi
CEMİL KAAN AKYOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN ÖZTÜRK
- Gömülü sistemler üzerinde opencl tabanlı görüntü işleme kütüphanesi ve kernel füzyon
Opencl based image processing library and kernel fusion on embedded systems
HAKKI DOĞANER SÜMERKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. OĞUZ ERGİN
- GPU üzerinde yazılım tabanlı anten gerçeklenmesi
Realization of software-defined antenna on GPU
ABDULLAH BAKIRTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK PAKER
- Development of an automated exam-scoring system based on computer vision
Bilgisayar görüşüne dayalı otomatik sınav puanlama sisteminin geliştirilmesi
MOHAMED ELMI AHMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. LECTURER MEMBER YILMAZ ATAY
- Araç kontrol birimlerinde görüntü işleme bazlı fonksiyonların paylaşılması amacıyla SOME/IP kütüphanesi geliştirilmes
Development of SOME/IP library services to share image processing-based functionalities between vehicle controlling units
LEVENT BİLAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriEge ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ENGİN