NXRouting: una herramienta CAD mejorada por GPU para FPGAs europeas resistentes a la radiación
Autores: Portaluri, Andrea; Azimi, Sarah; Saracino, Andrea; Sterpone, Luca; Kilic, Alp; Dupuis, Damien
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
NXRouting: una herramienta CAD mejorada por GPU para FPGAs europeas resistentes a la radiación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
FPGAs
Resistente a la radiación
Nanoxplore
Enrutamiento
GPU
Análisis de tiempos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Los Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) han experimentado un aumento en las aplicaciones espaciales en los últimos años, principalmente debido a sus altos rendimientos y flexibilidad rentables. Sin embargo, es bien conocida la susceptibilidad de estos dispositivos a los efectos inducidos por radiación cuando trabajan en dicho entorno. Cuando las técnicas comunes de mitigación no son suficientes para garantizar la correcta finalización de una tarea, las FPGAs resistentes a la radiación representan una de las soluciones más efectivas. NanoXplore, en este contexto, es el primer desarrollador europeo de FPGAs resistentes a la radiación, que incorporan una alta complejidad intrínseca en sus arquitecturas evitando que el usuario utilice o desarrolle algoritmos de ubicación y enrutamiento personalizados. En este documento, superamos estos problemas proponiendo la primera herramienta adaptada a los dispositivos NanoXplore que permite la exploración de las arquitecturas de dispositivos NanoXplore y el enrutamiento de puntos a través de una interfaz de Python. Desarrollamos un modelo que refleja el utilizado por el proveedor, lo que permite al usuario extraer información sobre rutas, redes y lógica adicional, que de otra forma no estaría disponible. La herramienta también realiza el enrutamiento de puntos en la lógica programable, calculando la ruta óptima. Se propone una implementación del enrutador en la Unidad de Procesamiento Gráfico (GPU) para explotar la naturaleza altamente paralelizable del problema. Finalmente, se han realizado análisis de tiempo de enrutamiento en diferentes puntos de referencia, mejorando el tiempo de rutina de enrutamiento.
Descripción
Los Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) han experimentado un aumento en las aplicaciones espaciales en los últimos años, principalmente debido a sus altos rendimientos y flexibilidad rentables. Sin embargo, es bien conocida la susceptibilidad de estos dispositivos a los efectos inducidos por radiación cuando trabajan en dicho entorno. Cuando las técnicas comunes de mitigación no son suficientes para garantizar la correcta finalización de una tarea, las FPGAs resistentes a la radiación representan una de las soluciones más efectivas. NanoXplore, en este contexto, es el primer desarrollador europeo de FPGAs resistentes a la radiación, que incorporan una alta complejidad intrínseca en sus arquitecturas evitando que el usuario utilice o desarrolle algoritmos de ubicación y enrutamiento personalizados. En este documento, superamos estos problemas proponiendo la primera herramienta adaptada a los dispositivos NanoXplore que permite la exploración de las arquitecturas de dispositivos NanoXplore y el enrutamiento de puntos a través de una interfaz de Python. Desarrollamos un modelo que refleja el utilizado por el proveedor, lo que permite al usuario extraer información sobre rutas, redes y lógica adicional, que de otra forma no estaría disponible. La herramienta también realiza el enrutamiento de puntos en la lógica programable, calculando la ruta óptima. Se propone una implementación del enrutador en la Unidad de Procesamiento Gráfico (GPU) para explotar la naturaleza altamente paralelizable del problema. Finalmente, se han realizado análisis de tiempo de enrutamiento en diferentes puntos de referencia, mejorando el tiempo de rutina de enrutamiento.