La computación ágil de FPGA en el borde 5G: gestión conjunta de funciones aceleradas y de software para tecnologías abiertas de acceso de radio
Autores: Bartzoudis, Nikolaos; Rubio Fernández, José; López-Bueno, David; Román Villarroel, Antonio; Antonopoulos, Angelos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La computación ágil de FPGA en el borde 5G: gestión conjunta de funciones aceleradas y de software para tecnologías abiertas de acceso de radio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Reconfiguración
Dispositivos FPGA
Radio definida por software
Firmware
Reconfiguración parcial
OpenAMP
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo presenta ReproRun, un marco de tiempo de ejecución flexible y extensible para la reconfiguración de funciones en dispositivos de arrays de compuertas programables en campo (FPGA) utilizados en plataformas populares de radio definida por software (SDR). Los dispositivos FPGA incorporan un sistema de procesamiento duro o suave (PS) que se comunica con la lógica programable (PL) utilizando una interfaz de bus integrado estándar. Para aplicar una reconfiguración parcial en tiempo de ejecución sin problemas, hicimos uso de todos los bloques de construcción relacionados, pautas de diseño y herramientas ofrecidas por AMD-Xilinx. En ReproRun, cada bitstream parcial dirigido a una región reconfigurable (RR) del área PL viene con su firmware respectivo (es decir, funciones de software) que se ejecuta en el lado del PS. Nuestro trabajo garantiza actualizaciones en tiempo de ejecución del firmware sin interrumpir la funcionalidad de otros procesos de software en ejecución en el PS o PL, empleando un controlador especializado, denominado como Controlador de reconfiguración de firmware en tiempo de ejecución (REWIRE). Este último aprovecha el marco de trabajo de multiprocesamiento asimétrico abierto (OpenAMP). Los bitstreams parciales y el firmware respectivo se obtienen de una ubicación remota utilizando el protocolo de transferencia de archivos trivial (TFTP). ReproRun se puede aplicar en diferentes aceleradores FPGA que residen en equipos de red de acceso radioeléctrico (RAN) abiertos desagregados, tecnologías de acceso radioeléctrico adaptativas y servidores de borde que alojan funciones virtualizadas.
Descripción
Este trabajo presenta ReproRun, un marco de tiempo de ejecución flexible y extensible para la reconfiguración de funciones en dispositivos de arrays de compuertas programables en campo (FPGA) utilizados en plataformas populares de radio definida por software (SDR). Los dispositivos FPGA incorporan un sistema de procesamiento duro o suave (PS) que se comunica con la lógica programable (PL) utilizando una interfaz de bus integrado estándar. Para aplicar una reconfiguración parcial en tiempo de ejecución sin problemas, hicimos uso de todos los bloques de construcción relacionados, pautas de diseño y herramientas ofrecidas por AMD-Xilinx. En ReproRun, cada bitstream parcial dirigido a una región reconfigurable (RR) del área PL viene con su firmware respectivo (es decir, funciones de software) que se ejecuta en el lado del PS. Nuestro trabajo garantiza actualizaciones en tiempo de ejecución del firmware sin interrumpir la funcionalidad de otros procesos de software en ejecución en el PS o PL, empleando un controlador especializado, denominado como Controlador de reconfiguración de firmware en tiempo de ejecución (REWIRE). Este último aprovecha el marco de trabajo de multiprocesamiento asimétrico abierto (OpenAMP). Los bitstreams parciales y el firmware respectivo se obtienen de una ubicación remota utilizando el protocolo de transferencia de archivos trivial (TFTP). ReproRun se puede aplicar en diferentes aceleradores FPGA que residen en equipos de red de acceso radioeléctrico (RAN) abiertos desagregados, tecnologías de acceso radioeléctrico adaptativas y servidores de borde que alojan funciones virtualizadas.