Architectural exploration of FPGAS and RTL2GDSII implementation of an FPGA
FPGA mimarileri araştırması ve düşük alanlı bir FPGA mimarisinin RTL2GDSII tasarımı
- Tez No: 877484
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. İSMAİL FAİK BAŞKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 64
Özet
Artan tasarım karmaşıklığı ve maliyeti, tasarımcıları çip fabrikasyon maliyetlerini amortize etmek için System on Chip (SoC) tasarımlarında müstakil yeniden programlanabilir yapılar kullanmaya yönlendirdi. Gömülü FPGAler (eFPGA) bu zorluğun üstesinden gelmek için ortaya çıkan çözümlerden biridir. Ancak yeni bir FPGA oluştu- rurken devre tasarımı, layout ve doğrulaması için önemli bir efor gerekir. Ticari bir FPGA'in tanımından tape-out'una kadar gereken süre tecrübeli büyük bir ekibin yaklaşık 1 yılıdır. Bu engellerin üstesinden gelmek için araştırmacılar, FPGA yapılarını Verilog netlisti olarak modelleyerek ve ASIC tasarım toollarını kullanarak otomatik metodolojiler geliştirdiler. Tasarım sürecini otomatikleştirmek, SoC'lerde eFPGA'leri gerçekleme süresini azaltırken aynı zamanda mimari araştırmaları geliştirecektir. Bu amaçla, FPGA mimarileri için otomatikleştirilmiş prototipleme sağlayan açık kaynaklı bir toolset olan OpenFPGA geliştirildi. Çeşitli tasarım amaçlarını gerçeklemek için OpenFPGA, VTR ve Yosys gibi popüler açık kaynaklı EDA toollarını kendi özel tool'ları ile entegre etmektedir. Bu çalışmada, Türkiye'nin yerli 250nm CMOS teknolojisiyle OpenFPGA kullanarak bir FPGA tasarladık ve böyle bir FPGA'in mimari seçimi, devre tasarımı, layout ve doğrulanmasında karşılaşılan süreçleri detaylıca inceledik. Tam otomatik tasarım ile bazı custom tasarım eforları arasında denge kurarak alanı ve hızı optimize etmeye odaklandık.
Özet (Çeviri)
Growing design complexity and cost has forced designers to build programmability into System-on-Chip (SoC) designs to reduce the number of costly chip re-spins and amortize IC costs over several fabrications. Programmability of embedded FPGA (eFPGA) cores is one of a handful of design solutions to meet this challenge. However, creating a new FPGA is challenging because of the significant effort that must be spent on circuit design, layout, and verification. The time required until the tape-out is approximately 1 year of a large team from architecture definition to tape-out for a new FPGA, since the process is primarily done manually. Researchers have developed automated methodologies to overcome these barriers by modeling FPGA fabrics as Verilog netlists and generating layouts using ASIC automated design tools. Simplifying and shortening the design process would be advantageous since it could reduce the time to implement eFPGAs in SoCs while enhancing architecture explorations. For this purpose, OpenFPGA is introduced, an open-source framework that enables automated prototyping for FPGA architectures. To enable various design purposes, OpenFPGA integrates several popular open-source EDA tools, i.e., VTR and Yosys, with its own custom tools. In this work, we designed an FPGA using OpenFPGA framework and investigated the issues faced in the architecture selection, circuit design, layout, and verification of such a FPGA with Türkiye's domestic 250nm CMOS technology.
Benzer Tezler
- Tools and techniques for implementation of real-time video processing algorithms
Gerçek zamanlı video işleme algoritmalarının uygulanması için araç ve teknikler
VECDİ EMRE LEVENT
Doktora
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÖzyeğin ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN FATİH UĞURDAĞ
- General reuse-centric CNN accelerator
Genel yeniden kullanım merkezli CNN hızlandırıcı
NİHAT MERT ÇİÇEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN ÖZTÜRK
- FPGA ımplementation of quantum key distribution based communication
Kuantum anahtar dağıtıcılı iletişimin FPGA'le gerçeklenmesi
YİĞİT BİLGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYeditepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZER GÖREN UĞURDAĞ
PROF. DR. HASAN FATİH UĞURDAĞ
- High-throughput bloom filter design: Systematic parameter selection and FPGA implementation
Yüksek veri hacimli bloom filtreleri tasarımı: Sistematik parametre seçimi ve FPGA gerçekleştirimi
EFE BERKAY YİTİM
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
- Energy modelling and applications of neural network accelerators
Yapay sinir ağlarını hızlandırıcı devrelerin enerji tüketiminin modellenmesi ve uygulamaları
BERKE AKGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN COŞKUN KARALAR