Реализация комплекса программных средств для автоматизации проектирования специализированных потоковых вычислителей

Показатели производительности компьютерных систем общего назначения при решении сложных вычислительных задач (например, VR-рендеринг в реальном времени, машинное обучение, моделирование природных явлений) зачастую не сопоставимы с ожидаемыми, и потому для их решения используют предметно-ориентированные аппаратные ускорители, в том числе и потоковые вычислители. Ручное проектирование аппаратного обеспечения — процесс трудоемкий и подверженный ошибкам, вследствие чего появились средства автоматизированного проектирования, например инструменты высокоуровневого синтеза. Существующие средства высокоуровневого синтеза потоковых вычислителей либо не являются открытыми разработками, либо задействуют концепции слишком низкого уровня абстракции, где проще допустить ошибку. Данная работа посвящена разработке комплекса программных средств, позволяющего специфицировать вычислительную логику потокового вычислителя с помощью предметно-ориентированного языка DFCxx и использовать эту спецификацию для генерации (синтеза) описания на языке проектирования аппаратуры SystemVerilog в целях дальнейшего применения в маршруте проектирования. Программные средства разработаны с использованием языка программирования C++ и также включают промежуточное представление DFCIR, основанное на проекте LLVM MLIR. Данная работа содержит: 37 страниц, 3 главы, 3 рисунка, 1 таблицу, 15 литературных источников, 11 приложений. Ключевые слова: гетерогенные компьютерные системы, аппаратные ускорители, предметно-ориентированные потоковые вычислители, автоматизация проектирования цифровой электронной аппаратуры, промежуточное представление, MLIR, CIRCT.