Universidad Politécnica de Madrid. Madrid (Spain)
January 1st, 1997
Summary:
La aparición de los dispositivos lógicos programables de alta complejidad denominados Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) ha servido de base para el desarrollo de sistemas de computadores que los emplean como elementos coputacionales. Estos sistemas son llamados FCCMs (FPGA-Based Custom Computing Machine).
Esta tesis estudia las posibilidades de los FCCMs y cuáles son sus principales problemas. Para ello, se ha desarrollado un prototipo de FCCM denominado PAR-1, dotado con todo el soporte de interfaz y depuración necesario. El PAR-1 es un sistema original, un coprocesador construido en torno a un array lineal de FPGAs con memorias asociadas y con capacidades de diferentes modos de secuenciación. El prototipo ha servido como vehículo para probar las metodologías que se introducen para la programación de algoritmos, y las posibilidades de la tecnología. Se incluyen estimadores del consumo en área de algunas operaciones importantes sobre los FPGAs del PAR-1, así como el impacto de las comunicaciones con el procesador central.
Se han introducido además nuevas aproximaciones para la realización de operadores aritméticos serie, orientadas para su empleo en FPGAs donde las restricciones en área son importantes. Dada la importancia de los operadores aritméticos, presentes en multitud de algoritmos, se incluye una discusión sobre las diferentes alternativas de implementación sobre FPGAs.
Finalmente, se han evaluado varios algoritmos sobre el sistema, entre ellos un encriptador DES que consigue aceleraciones notables (entre 5-40) contra un SPARC20.
Los resultados anteriores sirven para efectuar una discusión crítica de las potencialidades, limitaciones e inconvenientes de los FCCMs.
Descriptors: Technological Sciences, Computer technology, Semi-conductor devices, Electronic technology, Computer architecture
Citation:
J. Moran (1997), Contribución a los Sistemas de Computadores Basados en Dispositivos Lógicos Programables. Universidad Politécnica de Madrid. Madrid (Spain).
