91视频

Det hela handlar om en programmerbar integrerad krets kallad FPGA. Det st氓r f枚r Field-programmable gate array, det vill s盲ga en matris av logiska grindar som kan programmeras p氓 plats. Den kan 盲ven programmeras om hur m氓nga g氓nger som helst. Sedan den f枚rsta FPGA:n kom ut p氓 marknaden 1985 har f枚rs盲ljningen av dem bara 枚kat. Idag finns det ett par stora tillverkare i v盲rlden och marknaden f枚rv盲ntas 氓r 2020 vara v盲rd 9,8 miljarder dollar (enligt Wikipedia). Den algoritm i kretsen de har snabbat upp ber盲kningen av 盲r en snabb Fouriertransform som anv盲nds till spektrumanalys, radar och telekommunikation.

鈥� Hittills har man trott att n盲r FPGA:erna 盲r fulla, s氓 盲r de fulla. Vill man ha ny funktionalitet har man f氓tt bygga om hela h氓rdvaran till h枚ga kostnader, ber盲ttar Oscar Gustafsson, universitetslektor, Avdelningen datorteknik, Link枚pings universitet.

Triggad av l盲raren

Men Carl Ingemarsson, doktorand p氓 avdelningen, bilden till h枚ger, hade andra id茅er. F枚r flera 氓r sedan blev han som student utmanad av sin l盲rare att snabba upp ber盲kningarna i en FPGA. Kunde de f氓 den att arbeta snabbare 盲n i 450 MHz s氓 skulle de slippa en sista uppgift.

鈥� Det var vad som beh枚vdes f枚r att motivera mig att t盲nka efter hur logiken egentligen s氓g ut inne i kretsen, ber盲ttar han.

Han lyckades, slapp ifr氓n en uppgift, och s氓dde samtidigt ett fr枚 till sitt doktorandarbete. Resultatet 盲r att dagens FPGA:er kan f氓s att arbeta fem g氓nger s氓 snabbt eller ta hand om fem g氓nger fler ber盲kningar. I alla fall FPGA:er i de tv氓 olika familjer han unders枚kt, men det finns inget som tyder p氓 att det inte skulle g盲lla f枚r de 枚vriga.

鈥� Det kan spara stora pengar f枚r ber盲kningstunga applikationer i industrin och ger m枚jligheter att l盲gga till ny funktionalitet utan att beh枚va byta ut h氓rdvaran, s盲ger Oscar Gustafsson.

Fem g氓nger h枚gre kapacitet

Det Carl Ingemarsson har gjort 盲r att se till att signalen tar en smartare v盲g genom de olika byggbitarna inne i kretsen.

鈥� I vanliga fall v盲ljer man en algoritm f枚r det man vill ber盲kna och bygger sedan en struktur, en arkitektur, med de block man beh枚ver. D盲refter f枚rs detta 枚ver till FPGA:n. Men vi har 盲ven tittat p氓 hur logiken ser ut, vart signalerna tar v盲gen och vad som h盲nder med dem inne i kretsen. Sedan har vi anpassat arkitekturen och mappningen till kretsen efter det.

Med en smart f枚r盲ndring av signalv盲garna f氓r kretsen fem g氓nger h枚gre kapacitet per utnyttjat h氓rdvarublock.

鈥� En optimering av kretsen som borde kunna automatiseras, s盲ger Carl Ingemarsson.

Metoden var dock f枚r enkel, eller genial, f枚r de vetenskapliga granskarna:

鈥� P氓 en h枚gre niv氓 ser det ut som vi inte har gjort n氓gonting, det 盲r fortfarande samma standardkomponenter, 盲nd氓 枚kar vi ber盲kningskapaciteten fem g氓nger. D盲rf枚r har det ocks氓 varit sv氓rt att f氓 artikeln publicerad vetenskapligt, f枚rklarar Oscar Gustafsson.

S氓 smart att den plagierades

Dock var l枚sningen s氓 pass smart att den hann plagieras innan IEEE beslutade om publicering. P氓 en IEEE-konferens d枚k l枚sningen pl枚tsligt upp med kopierade figurer, delar av texten utbytt och helt andra upphovsm盲n. Men allt underlag i form av originalfiler och originalfigurer fanns p氓 LiU, plagiatet uppdagades och den plagierande forskaren st盲ngdes av. Men skadan var skedd och publiceringen av originalartikeln f枚rdr枚jdes i minst ett 氓r.

Under tiden har Carl Ingemarsson, i v盲ntan p氓 att kunna g枚ra klart sin doktorsavhandling, b枚rjat arbeta p氓 Ericsson. Den akademiska karri盲ren lockar inte lika starkt l盲ngre.

鈥� Jag och min fru har planer p氓 att starta ett mikrobryggeri, s氓 n盲r avhandlingen 盲ntligen blir klar ska jag bjuda p氓 egenbryggt 枚l, lovar han.

Artikeln: Efficient FPGA Mapping of Pipeline SDF FFT Cores, Carl Ingemarsson, Petter K盲llstr枚m, Fahad Qureshi och Oscar Gustafsson, IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems 2017, DOI 10.1109/TVLSI.2017.2710479 eller聽http://ieeexplore.ieee.org/document/7959623/