新闻动态

       2015年5月27日，中心在410会议室组织了自成立以来的第一次硕士生答辩。答辩由中国科学院计算技术研究所韩银和研究员主持，中心王韬老师、罗国杰老师、梁云老师、孙广宇老师，以及北京大学微处理器研究开发中心佟冬老师作为评委参加了答辩。

       龚健同学就“一种计算机-FPGA软硬件通信框架及实现”进行了答辩报告，报告结束后，就各位评委提出的问题能够正确、完整、清晰的回答，逻辑关系清楚。最后，答辩委员会经无记名投票，一致同意通过答辩，并建议授予硕士学位。

       作为中心第一位毕业的硕士研究生，龚健在读期间以第一作者身份发表一篇论文和一篇学术海报，分别发表在学术会议FPL以及FPGA上。他完成的计算机与FPGA之间的通信库EPEE已被来自中国、美国、意大利、加拿大以及德国的高校及企业的研究者下载和使用。2014年，龚健同学因其优秀表现，当选中心年度优秀研究生。

论文摘要：
       随着技术的发展，FPGA的资源越来越大，功能越来越多，FPGA作为计算机系统的加速器被许多研究者和开发人员使用。许多FPGA加速器应用所处理的数据具有帧结构的特点，例如网络加速应用、视频处理应用等。由于计算机和FPGA加速器之间帧数据传输没有标准库，加速器的开发者不得不在FPGA硬件和计算机软件端编写大量的代码，以使加速器与计算机系统集成。本文提出了面向帧结构的计算机-FPGA高性能软硬件PCIe/USB通信框架，并完成了其PCIe版本的实现。
       本文通过对现有的计算机-FPGA之间通信库进行调研和分析，定义了高速帧数据传输、寄存器读写以及中断为面向帧结构的计算机与FPGA之间通信库的基本功能，提出了高效性和灵活性的设计目标。高效性是指通信库在完成高性能帧数据传输的同时，尽可能少的占用FPGA资源。灵活性表现在软硬件接口不对开发者进行过多限制，例如软件方面既提供操作系统用户态接口，又提供操作系统核心态接口，并且支持高速的PCIe接口以及具有便携性的USB接口。
       本文针对PCIe和USB 3.0两种总线设计了统一的计算机与FPGA间通信框架（EPEE），基于Xilinx Kintex-7 FPGA完成了支持PCIe Gen2 X8模式的实现，提供Linux操作系统下的驱动程序以及库程序，达到了22.47Gbps的计算机向FPGA方向帧数据传输的性能以及22.97Gbps的FPGA向计算机方向数据传输性能，分别是理论最高速率的70.2%和71.7%。EPEE已经开发到了第三版，之前的第二版已经被来自中国、美国、意大利、加拿大以及德国的高校及企业的研究者下载和使用。