Mejorando el procesamiento de expresiones regulares a través de Autómatas Finitos No Deterministas Multi-Caracter basados en Field-Programmable Gate Array
Autores: Zhang, Chuang; Tang, Xuebin; Peng, Yuanxi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejorando el procesamiento de expresiones regulares a través de Autómatas Finitos No Deterministas Multi-Caracter basados en Field-Programmable Gate Array
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Ventajas
Basado en FPGA
Procesamiento de expresiones regulares
Eficiencia
Precisión
Aceleración de hardware
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo investiga las ventajas de los Autómatas Finitos No Deterministas Multi-Caracter (MC-NFA) basados en FPGA para mejorar el procesamiento de expresiones regulares sobre métodos tradicionales basados en software. Al integrar Arrays de Puertas Programables en Campo (FPGAs) dentro de un marco de procesamiento de datos, nuestro estudio muestra mejoras significativas en eficiencia de procesamiento, precisión y utilización de recursos para tareas complejas de coincidencia de patrones. Presentamos un enfoque novedoso que no solo acelera aplicaciones de seguridad de bases de datos y redes, sino que también contribuye al panorama en evolución de eficiencia computacional y aceleración de hardware. Los hallazgos ilustran que el acceso coherente de las FPGA a la memoria principal y el uso eficiente de recursos conducen a ganancias considerables en tiempos de procesamiento y rendimiento para el manejo de expresiones regulares, sin verse afectados por la complejidad de la expresión y dirigidos principalmente por el tamaño del conjunto de datos y la ubicación de la coincidencia. Nuestra investigación además introduce una técnica de compensación de desfase de fase que eleva la precisión de coincidencia a niveles óptimos, resaltando el potencial de las FPGA para el procesamiento de datos preciso en tiempo real. El estudio confirma que los beneficios de utilizar FPGA para estas tareas no se correlacionan linealmente con un aumento en el consumo de recursos, subrayando la eficiencia de la tecnología. Este documento no solo consolida el caso para adoptar la tecnología FPGA en tareas complejas de procesamiento de datos, sino que también sienta las bases para futuras exploraciones en la optimización de aceleradores de hardware para aplicaciones más amplias.
Descripción
Este trabajo investiga las ventajas de los Autómatas Finitos No Deterministas Multi-Caracter (MC-NFA) basados en FPGA para mejorar el procesamiento de expresiones regulares sobre métodos tradicionales basados en software. Al integrar Arrays de Puertas Programables en Campo (FPGAs) dentro de un marco de procesamiento de datos, nuestro estudio muestra mejoras significativas en eficiencia de procesamiento, precisión y utilización de recursos para tareas complejas de coincidencia de patrones. Presentamos un enfoque novedoso que no solo acelera aplicaciones de seguridad de bases de datos y redes, sino que también contribuye al panorama en evolución de eficiencia computacional y aceleración de hardware. Los hallazgos ilustran que el acceso coherente de las FPGA a la memoria principal y el uso eficiente de recursos conducen a ganancias considerables en tiempos de procesamiento y rendimiento para el manejo de expresiones regulares, sin verse afectados por la complejidad de la expresión y dirigidos principalmente por el tamaño del conjunto de datos y la ubicación de la coincidencia. Nuestra investigación además introduce una técnica de compensación de desfase de fase que eleva la precisión de coincidencia a niveles óptimos, resaltando el potencial de las FPGA para el procesamiento de datos preciso en tiempo real. El estudio confirma que los beneficios de utilizar FPGA para estas tareas no se correlacionan linealmente con un aumento en el consumo de recursos, subrayando la eficiencia de la tecnología. Este documento no solo consolida el caso para adoptar la tecnología FPGA en tareas complejas de procesamiento de datos, sino que también sienta las bases para futuras exploraciones en la optimización de aceleradores de hardware para aplicaciones más amplias.