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SDAccel™ 環境では、カーネルと DDR の間のデータ転送に、デフォルトでは 1 つの DDR バンクが使用されますが、アプリケーションによっては、データの移動がパフォーマンスのボトルネックになることがあります。カーネルがグローバル メモリ (DDR) と FPGA の間で多量のデータを移動する必要がある場合、複数の DDR バンクを使用できます。これにより、カーネルが複数のメモリ バンクに同時にアクセスできるようになり、アプリケーションのパフォーマンスが向上します。
xocc --sp オプションを使用してシステム ポート マップ指定すると、カーネル ポートを DDR や PLRAM などの特定のグローバル メモリ バンクにマップできます。このチュートリアルでは、カーネル ポートを複数の DDR バンクにマップする方法を示します。
このチュートリアルでは、単純な Vector Addition サンプルを使用します。このサンプルは、vadd カーネルが in1 および in2 からデータを読み出し、その結果の out を生成します。
このチュートリアルでは、3 つの DDR バンクを使用して Vector Addition アプリケーションをインプリメントします。
XOCC コンパイラのデフォルトの動作では、カーネルとグローバル メモリの間のデータ転送に 1 つの DDR バンクが使用され、in1、in2、および out ポートを介するすべてのデータ アクセスがプラットフォームのデフォルト DDR バンクを介して実行されるようになっています。
これを、次のようにアクセスするように変更します。
in1はBank0を介するin2はBank1を介するoutはBank2を介する
必要なマッピングを達成するには、SDAccel ツールで、各カーネル引数が適切なバンクに接続されるように設定します。
このチュートリアルの例では C++ カーネルを使用しますが、RTL および OpenCL™ API カーネルでも手順は同じです。
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
- 2019.1 SDx™ リリースおよび xilinx_u200_xdma_201830_1 プラットフォーム。必要であれば、その他のバージョンおよびプラットフォームも使用できます。
重要:
- 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 https://github.com/Xilinx/SDAccel-Tutorialsと入力します。 SDAccel-Tutorials-master/docs/mult-ddr-banks/reference-filesに移動します。
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SDx 環境、プラットフォームおよびランタイムを設定するには、次のコマンドを実行します。
#setup Xilinx SDx tools, XILINX_SDX and XILINX_VIVADO will be set in this step. source <SDX install path>/settings64.sh. for example: source /opt/Xilinx/SDx/2019.1/settings64.sh #Setup runtime. XILINX_XRT will be set in this step source /opt/xilinx/xrt/setup.sh
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makefile を実行してハードウェア エミュレーション用のデザインをビルドします。
cd reference-files make allmakefile オプションの説明
MODE := hw_emu: ビルド コンフィギュレーション モードをハードウェア エミュレーションに設定します。PLATFORM := xilinx_u200_xdma_201830_1: ターゲット プラットフォームを選択します。KERNEL_SRC := src/vadd.cpp: カーネル ソース ファイルをリストします。HOST_SRC := src/host.cpp: ホスト ソース ファイルをリストします。
前述のように、デザインのデフォルト インプリメンテーションでは 1 つの DDR バンクが使用されます。[Console] ビューにリンク段階で表示されるメッセージを確認します。次のようなメッセージが表示されるはずです。
ip_name: vadd Creating apsys_0.xml INFO: [CFGEN 83-2226] Inferring mapping for argument vadd_1.in1 to DDR[1] INFO: [CFGEN 83-2226] Inferring mapping for argument vadd_1.in2 to DDR[1] INFO: [CFGEN 83-2226] Inferring mapping for argument vadd_1.out to DDR[1]SDx 環境により、
--spが設定されていない各カーネル引数に対してマップが自動的に推論されているのがわかります。 -
makefile に
checkオプションを付けて、ハードウェア エミュレーションを実行します。make check
シミュレーションが終了したら、次のようにカーネル データ転送のメモリ接続がレポートされます。
TEST PASSED INFO: [SDx-EM 22] [Wall clock time: 22:51, Emulation time: 0.0569014 ms] Data transfer between kernel(s) and global memory(s) vadd_1:m_axi_gmem0-DDR[1] RD = 0.391 KB WR = 0.000 KB vadd_1:m_axi_gmem1-DDR[1] RD = 0.391 KB WR = 0.000 KB vadd_1:m_axi_gmem2-DDR[1] RD = 0.000 KB WR = 0.391 KB
では、データ転送を次の 3 つに分割する方法を示します。
DDR Bank 0DDR Bank 1DDR Bank 2
XOCC カーネル リンカーでカーネル引数が対応するバンクに接続されるように設定します。--sp オプションを使用して、カーネル ポートまたはカーネル引数をマップします。
-
カーネル引数:
--sp <kernel_cu_name>.<kernel_arg>:<sptag><kernel_cu_name>: 計算ユニット (CU) 名。カーネル名にアンダースコア (_) と値1から開始するインデックス (index) を付けたものになります。たとえば、vadd カーネルの計算ユニットの名前はvadd_1などになります。<kernel_arg>: CU の関数引数。vadd カーネルのカーネル引数は、vadd.cppファイルに含まれます。<sptag>: ターゲット プラットフォームで使用可能なメモリ リソース。有効な sptag 名は DDR、PLRAM などです。このチュートリアルでは、DDR[0]、DDR[1]、およびDDR[2]をターゲットにします。<sptag>[min:max]のようにすると、範囲を指定できます。
-
vadd カーネルの
--spコマンド オプションを定義し、これを makefile に追加します。カーネル インスタンス名は
vadd_1になります。vadd カーネルのカーネル引数は、vadd.cppファイルで指定します。カーネル引数 (in1、in2、およびout) をDDR[0]、DDR[1]、およびDDR[2]に接続する必要があるので、
--spオプションは次のようになります。--sp vadd_1.in1:DDR[0] --sp vadd_1.in2:DDR[1] --sp vadd_1.out:DDR[2]- 引数
in1は DDR Bank0 にアクセス - 引数
in2は DDR Bank1 にアクセス - 引数
outは DDR Bank2 にアクセス
makefile に 3 つの
--spオプションを追加して、XOCC リンカーに渡されるようにします。すべての--spオプションをまとめると、次のようになります。--sp vadd_1.in1:DDR[0] --sp vadd_1.in2:DDR[1] --sp vadd_1.out:DDR[2]SDAccel ツールでこれらのオプションを指定する際のミスを避けるには、SDAccel makefile で次の行を見つけて、XOCC_LINK_OPTS 行のコメントをはずして、XOCC リンカーに対してこれらのオプションを指定します。
# Linker options to map kernel ports to DDR banks XOCC_LINK_OPTS := --sp vadd_1.in1:DDR[0] --sp vadd_1.in2:DDR[1] --sp vadd_1.out:DDR[2]注記: DDR バンクを割り当てる際は、
--slrオプションを使用して CU を特定の SLR に割り当てます。CU は、 値で指定されたメモリ リソースを含む同じ SLR に割り当てる必要があります。このオプションの構文は
--slr <COMPUTE_UNIT>:<SLR_NUM>で、COMPUTE_UNIT は CU の名前、SLR_NUM は CU を割り当てる SLR 番号です。
たとえば、xocc … --slr vadd_1:SLR2ではvadd_1という名前の計算ユニットが SLR2 に割り当てられます。 - 引数
-
変更を保存したら、[HW-Emulation] モードでデザインのビルドを終了します。
make clean make all
[Console] ビューにリンク段階で表示されるメッセージを確認します。次のようなメッセージが表示されるはずです。
ip_name: vadd Creating apsys_0.xml INFO: [CFGEN 83-0] Port Specs: INFO: [CFGEN 83-0] kernel: vadd_1, k_port: in1, sptag: DDR[0] INFO: [CFGEN 83-0] kernel: vadd_1, k_port: in2, sptag: DDR[1] INFO: [CFGEN 83-0] kernel: vadd_1, k_port: out, sptag: DDR[2] INFO: [CFGEN 83-2228] Creating mapping for argument vadd_1.in1 to DDR[0] for directive vadd_1.in1:DDR[0] INFO: [CFGEN 83-2228] Creating mapping for argument vadd_1.in2 to DDR[1] for directive vadd_1.in2:DDR[1] INFO: [CFGEN 83-2228] Creating mapping for argument vadd_1.out to DDR[2] for directive vadd_1.out:DDR[2]このメッセージには、SDAccel 環境で、
--spオプションの設定に基づいて、カーネル引数が指定の DDR バンクに正しくマップされたことが示されています。 -
ハードウェア エミュレーションを実行して、デザインが正しいかどうか確認します。
make check
シミュレーションが終了したら、カーネル データ転送のメモリ接続が次のようにレポートされます。
TEST PASSED
INFO: [SDx-EM 22] [Wall clock time: 23:15, Emulation time: 0.054906 ms] Data transfer between kernel(s) and global memory(s)
vadd_1:m_axi_gmem0-DDR[0] RD = 0.391 KB WR = 0.000 KB
vadd_1:m_axi_gmem1-DDR[1] RD = 0.391 KB WR = 0.000 KB
vadd_1:m_axi_gmem2-DDR[2] RD = 0.000 KB WR = 0.391 KB
プロファイル サマリ レポート (profile_summary.html) の「Kernel to Global Memory」セクションの「Memory Resources」からもデータ転送を確認できます。各カーネル引数に割り当てた DDR バンクと、ハードウェア エミュレーション中の各インターフェイスのトラフィックが表示されます。
このチュートリアルでは、カーネル vadd の in1、in2、および out ポートのデフォルトのマップを 1 つの DDR バンクから複数の DDR バンクに変更する方法を示しました。次の方法も学びました。
--spオプションを使用して XOCC リンカー オプションを設定し、カーネル引数を複数の DDR バンクに接続。- アプリケーションをビルドして DDR マップを確認。
- ハードウェア エミュレーションを実行し、各ポートの転送レートおよび帯域幅使用率を確認。
Copyright© 2019 Xilinx
この資料は表記のバージョンの英語版を翻訳したもので、内容に相違が生じる場合には原文を優先します。資料によっては英語版の更新に対応していないものがあります。日本語版は参考用としてご使用の上、最新情報につきましては、必ず最新英語版をご参照ください。