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研究 CFD 量子电路模拟的硬件加速
在众多量子计算模型中，量子电路模型是与当前量子硬件交互的最著名和最常用的模型。量子计算机的实际应用是一个非常活跃的研究领域。尽管取得了进展，但对物理量子计算机的访问仍然相对有限。此外，现有机器容易受到量子退相干导致的随机误差的影响，并且量子比特数、连接性和内置纠错能力也有限。因此，在经典硬件上进行模拟对于量子算法研究人员在模拟错误环境中测试和验证新算法至关重要。计算系统变得越来越异构，使用各种硬件加速器来加速计算任务。现场可编程门阵列 (FPGA) 就是这样一种加速器，它是可重构电路，可以使用标准化的高级编程模型（如 OpenCL 和 SYCL）进行编程。 FPGA 允许创建专门的高度并行电路，能够模拟量子门的量子并行性，特别是对于可以同时执行许多不同计算或作为深度管道的一部分执行的量子算法类。它们还受益于非常高的内部内存带宽。本文重点分析了应用于计算流体动力学的量子算法。在这项工作中，我们介绍了基于模型格子的流体动力学公式的新型量子电路实现，特别是使用量子计算基础编码的 D1Q3 模型，以及使用 FPGA 对电路进行高效模拟。这项工作朝着格子玻尔兹曼方法 (LBM) 的量子电路公式迈出了一步。对于在 D1Q3 晶格模型中实现非线性平衡分布函数的量子电路，展示了如何引入电路变换，以促进在 FPGA 上高效模拟电路，并利用其细粒度并行性。我们表明，这些转换使我们能够在 FPGA 上利用更多的并行性并改善内存局部性。初步结果表明，对于此类电路，引入的变换可以缩短电路执行时间。我们表明，与 CPU 模拟相比，简化电路的 FPGA 模拟可使每瓦性能提高 3 倍以上。我们还展示了在 GPU 上评估相同内核的结果。
![arXiv:1801.04886v3 [cs.DC] 2019 年 10 月 8 日](/simg/a\a08ab38a3c8b934efe31347a95ba5369f4795978.webp)
arXiv:1801.04886v3 [cs.DC] 2019 年 10 月 8 日
基于 SRAM 的 FPGA 因其现场可编程性和低成本而在航空航天工业中广受欢迎。然而，它们会受到宇宙辐射引起的单粒子翻转 (SEU) 的影响。三重模块冗余 (TMR) 是一种众所周知的缓解 FPGA 中 SEU 的技术，通常与另一种称为配置清理的 SEU 缓解技术一起使用。传统的 TMR 一次只能提供针对单个故障的保护，而分区 TMR 则可以提供更高的可靠性和可用性。在本文中，我们提出了一种使用概率模型检查在早期设计阶段分析 TMR 分区的方法。所提出的正式模型可以捕获单个和多个单元翻转场景，而不受任何相等分区大小假设的影响。从设计的高级描述开始，使用指定数量的分区、组件特性库和用户定义的清理率从数据流图 (DFG) 构建马尔可夫模型。这种模型和详尽的分析可以捕获辐射环境中系统中可能发生的所有故障和维修。然后使用 PRISM 模型检查器自动验证各种可靠性和可用性属性，探索清理频率与满足设计要求所需的 TMR 分区数量之间的关系。此外，报告的结果表明，基于已知的投票者故障率，可以找到最佳数量的
基于OpenCL的设计的FPGA仪器框架
摘要通过使用开放的计算语言（OPENCL）提高了对高性能重新确定异质计算（HPRHC）系统的生产率。但是，在可编程的门阵列（FPGA）中，OpenCL编译器生成的硬件可能会导致严重的性能瓶颈解决方案。问题是由于生成的NetList细节杂乱无章的事实，使它们大部分不可读取，并且仅对设计师而言仅部分可见。本文提出了一种FPGA仪器方法和一个新的框架，用于提取基于OpenCL的设计的FPGA周期 - 准确的时间表演。结果清楚地表明，基于OPENCL的设计的选择执行模型在未正确实现时会强烈影响时间性能。我们的框架是在包含CPU和两个ARRIA10 FPGA的HPRHC平台上实现的，并通过各种具有不同复杂性的基准进行评估。在报告的基准测试后，一个插入仪器的平均逻辑开销是自适应查找表（ALUTS）总量的0.2％，而FPGA中总寄存器的0.1％。此资源利用率比最佳先前发表的作品中报告的资源低1.5至六倍。还可以通过插入多达50个乐器来评估框架的可伸缩性。实验结果表明，当插入50个仪器时，每工具的平均逻辑利用率为0.19％的Alut和0.17％的寄存器。
Xilinx 多模无线电目标设计平台
众多标准、外形尺寸、频率和频谱所有权正在推动商业无线电对更大灵活性的需求。Xilinx ® 多模无线电目标设计平台针对高吞吐量、信号处理密集型无线电系统的需求，配备了领域优化的 FPGA、IP 构建块、设计工具、参考设计和开发板。单芯片数字无线电可以设计为支持多种标准，从而大大简化供应链并使原始设备制造商 (OEM) 能够快速响应网络提供商的需求。
Greg Tumbush，博士，PE-验证专家
长凳由OpenHW开发的基于RISCV的CPU和内部领导的多站点国际验证团队在2008年8月9日成功的录音带上的主要贡献者 - 2014年5月 - 2014年5月•科罗拉多斯普林斯大学的科罗拉多大学，科罗拉多大学的科罗拉多大学大学和指导研究生课程，用于数字设计方法，使用SystemVerilog和uver Quarterigation in SystemVerilog and Indialerkey＆digation Exerief-driping Extrey-MAR 2003- Labs/AMI半导体/在半导体上的半导体（多次收购）专门用于医疗市场的低功率ASIC。
使用FPGA
摘要：机器人技术，自动驾驶，监视和更多字段依赖于对象检测，这是计算机视觉中的基本工作。由于其低延迟速度和并行处理功能，FPGA系统吸引了对实现对象检测算法的越来越兴趣，这很重要，因为实时处理变得越来越重要。这项工作提供了FPGA体系结构，优化和实时实现的对象检测的概要。建议的方法是选择一个适当的对象检测算法，例如著名的Yolo（您只看一次）或SSD（单镜头多伯克斯检测器），该对象以其速度和准确性比率而闻名。为了实现实时速度，该算法被映射到基于FPGA的硬件体系结构上，该架构利用其可重构性和并行性。基于FPGA的对象检测的重要组成部分是硬件体系结构的设计。优化数据途径，有效控制逻辑的构建以及将算法拆分为硬件友好型组件都是此过程的一部分。以最大程度地利用资源来实现最大化吞吐量的目标，使用了包括并行处理，循环展开和管道的技术。此外，对FPGA的优化需要调整算法和硬件设计，以充分利用目标FPGA设备的功能。减少延迟和增加的吞吐量需要优化数据传输，并行性和内存访问模式。修复错误，提高性能并添加新功能都需要定期维护和升级。使用FPGA的对象检测系统的另一个重要部分是它们与各种传感器或输入流集成的能力。获取用于实时处理的输入数据需要与各种传感器（例如相机和LIDAR设备）集成。由于它们的适应性，FPGA平台很容易被整合到各种应用程序情况下，这要归功于它们与不同传感器的接口。确保在FPGA上构建的对象检测系统是准确，快速且有弹性的，请使用常见数据集和现实世界情景进行验证和测试。为了确保系统实现目标性能指标，对实时处理要求进行了彻底评估。一旦测试，基于FPGA的对象检测系统就可以将其放置在预期的设置中，作为独立设备或较大嵌入式系统的组件。关键字： - FPGA，对象检测，计算机视觉，实时处理，硬件优化，并行处理，嵌入式系统。简介自动驾驶汽车，监视系统，机器人和更多字段依赖于对象检测，这是计算机视觉中的基本工作。在许多领域的智能决策依赖于实时检测和定位事物的能力。即使它们起作用，传统的对象检测方法也不能总是处理实时处理的强烈需求，尤其是在带有移动场景的复杂设置和众多项目中。在开发对象检测系统时，使用FPGA而不是CPU或GPU有很多好处。因此，为了加快对象检测算法并获得实时性能，在使用专用硬件平台（例如现场可编程式门阵列（FPGA））的使用方面一直在增加。首先，现场编程的门阵列（FPGA）非常适合并行化，这意味着可以有效地实现卷积神经网络（CNN）之类的对象识别技术
在CPU和FPGA
序列比对（SA）是生物信息学领域的一个基本方面，对于各种应用至关重要，例如DNA测序和蛋白质结构预测。它涉及将新基因组序列与先前存储在数据库中的序列进行比较的过程。但是，史密斯 - 水手对齐的计算需求可能是很大的，尤其是在分析大型基因组数据集时。为了应对这一挑战，我们提出了一项全面的比较研究，该研究使用不同的硬件平台探索史密斯 - 水手序列对齐的加速度：中央处理单元（CPU）和现场可编程的门阵列（FPGAS。在这项研究中，考虑到基于CPU和基于FPGA的实施，我们评估和对比了这些平台上史密斯 - 水手对齐的性能和可扩展性。我们评估了他们的计算能力和记忆要求，以针对各种序列长度和评分参数。通过广泛的基准测试和序列分析，尤其是在异质的CPU + FPGA平台分析上，我们提供了对每个平台的优势和局限性的见解，从而阐明了计算速度和硬件成本之间的权衡。
变色龙：一种用于检索的语言模型的异质和分解加速器系统
检索授权的语言模型（RALM）将大型语言模型（LLM）与矢量数据库结合在一起，以检索文本生成期间的上下文知识。这种策略即使使用较小的模型也有助于产生令人印象深刻的发电质量，从而通过数量级来调查计算需求。为了有效而灵活地为Ralms提供服务，我们提出了Chameleon，这是一种杂项加速器系统，将LLM和矢量搜索加速器集成在分解的体系结构中。异质性在推理和检索方面有效地提供了有效的服务，而分类允许独立缩放LLM和向量搜索加速器来满足各种RALM要求。我们的变色龙原型在FPGAS上实现了向量搜索加速器，并将LLM推理分配给GPU，并用CPU作为群集坐标。与混合CPU-GPU架构相比，在各种RALMS上进行了评估，延迟降低2.16倍，吞吐量的延迟3.18倍。有希望的结果为采用异质加速器的方式铺平了道路，不仅是LLM推断，而且还可以在未来的RALM系统中进行矢量搜索。
技术 - 触发 - 智能 - 塞列米 - 开放 - ran- ...
作为其DU的一部分，Mavenir利用Intel®Flexran™参考体系结构，该体系结构是VRAN参考实现，可在Intel Xeon可伸缩处理器上有效执行无线访问工作负载。Flexran由几个模块化的虚拟控制功能组成，具有明确定义的接口，可灵活且可编程的1层无线基础结构。Mavenir还利用开源数据平面开发套件（DPDK），尤其是基本设备（BBDEV）库的O-RAN标准AAL实现，以更好地整合PHY层处理中的加速器或FPGA。
开发用于拆卸应用的紧凑型Alpha和Beta摄像头
量子计算机需要误差校正以实现量子优势。他们还需要校准大量参数，以正确操作Qubits，这可能只有53 QUBITS的Google Sycamore需要几个小时。扩展量子计算需要快速，可扩展和屈曲反馈以实现量子误差校正（QEC）和加速校准。QEC和校准都需要电子设备，以测量，计算和应用最低潜伏期的反馈。使用当今的电子设备必须扩展到数千个Qubits。FPGA是理想的选择，因为它们可以重新编程以满足不同的实验需求，同时达到了非常低的反馈延迟。典型的量子操作实验（图1）涉及在室温下通过数字转换器（DAC）（DACS）和对数字转换器（ADCS）的模拟转换器（ADC）的FPGA网络。用于自旋Qubits，控制信号由两种类型组成。首先，基于纳秒坡道的准静态控制，以调整Qubits的潜在井和耦合以改变其状态。其次，通过I/Q调制控制的Ra-dio频率脉冲，用于测量或基于共振的控制。数字混合用于实现更复杂的控制方案和脉搏工程。完整的数字发电提高了灵活性并减少了噪声源。我们使用直接生成的坡道和频率梳子提出了可扩展的，复杂的信号发生器（CSG），以减少