2020.1 Vitis™ アプリケーション アクセラレーション開発フロー チュートリアル

2019.2 Vitis アプリケーション アクセラレーション開発フロー チュートリアル

アクセラレーション FPGA アプリケーションの最適化: たたみ込みの例

概要

最適化されたアクセラレーション アプリケーションを開発して必要なパフォーマンス目標を達成する手法には、アプリケーションの設計とアクセラレータの開発の 2 つの主な段階があります。

  • 第 1 段階では、どのソフトウェア関数を FPGA カーネルでアクセラレーションするか、どれくらい並列処理が達成可能か、どのようにコード記述するかなど、アプリケーション アーキテクチャに関する重要事項を決定します。

  • 第 2 段階では、ソース コードを構築し、必要なコンパイラ オプションとプラグマを適用して、パフォーマンス ターゲットを達成するのに必要なカーネル アーキテクチャを作成して、カーネルをインプリメントします。

このチュートリアルでは、ベースライン アプリケーションから開始し、アプリケーションをプロファイリングしてハードウェア アクセラレーションの可能性を調べます。このアプリケーションは、多くのオーディオ/ビデオ形式を再生、トランスコード、多重化および分離、フィルター可能な 2D たたみ込みフィルターを使用して、マルチチャネル RGB ビデオ ストリームを処理します。その後、ホスト プログラムおよびカーネルの両方でさまざまな最適化を実行します。このチュートリアルでは、次の最適化手法を使用します。

  • メモリ転送の最適化

  • 固定小数点型の適用

  • データフローおよびストリーム

  • ループ最適化

このチュートリアルでは、『Vitis 統合ソフトウェア プラットフォームの資料』 (UG1416) のアプリケーション アクセラレーション開発フローの Vitis 統合ソフトウェア プラットフォームでのアプリケーション アクセラレーション手法の手順に従って、CPU ベースのアプリケーションを最適化された FPGA アクセラレーション デザインに移行します。このチュートリアルを実行する際にこの資料も確認すると、より理解が深まります。

開始前の確認事項

このチュートリアルでは、手順を実行するマシンに FFmpeg フレームワークがインストールされている必要があります。ダウンロードして次のコマンドを実行します。

  • CentOS の場合:

    sudo yum localinstall --nogpgcheck https://download1.rpmfusion.org/free/el/rpmfusion-free-release-7.noarch.rpm
sudo yum install ffmpeg

  • Ubuntu の場合:

    sudo apt update
sudo apt install ffmpeg
ffmpeg -version

このチュートリアルでは、次を使用します。

  • BASH Linux シェル コマンド。

  • 2020.1 Vitis コア開発キット リリースおよび xilinx_u200_xdma_201830_2 プラットフォーム。必要であれば、ほかのバージョンおよびプラットフォームを使用するように変更することもできます。

  • 多くの手順および変数を含む Makefile。Makefile の構造および内容については、makefile の理解を参照してください。

重要:

  • 例を実行する前に、『Vitis 統合ソフトウェア プラットフォームの資料』 (UG1416) のアプリケーション アクセラレーション開発フローのインストールの手順に従って、Vitis コア開発キットをインストールしてください。

  • ザイリンクス Alveo™ データセンター アクセラレータ カードでアプリケーションを実行する場合は、Alveo ポートフォリオ ページの手順に従って、カードとソフトウェア ドライバーを正しくインストールしてください。

チュートリアル リファレンス ファイルの入手

  1. リファレンス ファイルを入手するには、ターミナルに git clone http://github.com/Xilinx/Vitis-Tutorials と入力します。

  2. convolution-tutorial ディレクトリに移動し、design ディレクトリにアクセスします。

次の手順

次の演習では、既存のアプリケーションを FPGA アクセラレーションされたアプリケーションとして最適化するためのベスト プラクティスを説明します。このチュートリアルでは、複数の演習に分けて手法を示します。演習は、次の順序で実行することをお勧めします。


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