Данная работа посвящена разработке процедуры создания ускоренной функции для приложения, написанного на языке Python, с использованием реконфигурируемых аппаратных вычислителей, а также апробированию этой процедуры на примере проектирования аппаратной реализации алгоритма архивации Лемпеля-Зива (LZ77). Задачи, которые решались в ходе исследования: Анализ решений и подходов, положенных в основу проекта PYNQ Alveo компании Xilinx Разработка и апробация процедуры создания ускорения приложения на языке Python с использованием реконфигурируемых аппаратных вычислителей Исследование эффективности аппаратной реализации по критерию быстродействия. В ходе данной работы проведена разработка процедуры создания ускорителя алгоритма на языке Python, процедура апробирована на ускорителе Xlinx Alveo u50. Было проведено исследование на примере аппаратной реализации алгоритма архивации Лемпеля-Зива (LZ77).

This paper is devoted to the development of a procedure for creating an accelerated function for an application written in Python using reconfigurable hardware implementation, as well as testing this procedure on the example of designing a hardware implementation of the Lempel-Ziv compression algorithm (LZ77). Tasks that were solved during the study: Analysis of the solutions and approaches underlying the Xilinx PYNQ Alveo project Development and testing of the procedure for creating application acceleration in Python using reconfigurable hardware accelerators Research of the efficiency of the accelerated function by the criterion of speed. In this work a procedure for creating an algorithm accelerator in Python was developed, the procedure was tested on the Xlinx Alveo u50 accelerator. The research was carried out on the example of the hardware implementation of the Lempel-Ziv archiving algorithm (LZ77).

• СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. Анализ и формализация технического задания
  • 1.1. Техническое задание
  • 1.2. Анализ исходных данных
  • 1.3. Перечень решаемых задач
  • 1.4. Выводы
• 2. Анализ существующих решений и инструментальных средств
  • 2.1. Анализ технологии PYNQ
  • 2.2. Анализ FPGA ускорителей семейства Alveo
  • 2.3. Инструментальные средства
  • 2.4. Языки программирования
  • 2.5. Вывод
• 3. Разработка процедуры
  • 3.1. Описание основных этапов разработки процедуры
  • 3.2. Детальное описание этапов
  • 3.3. Вывод
• 4. Апробация процедуры
  • 4.1. Обоснования выбора аппаратных средств
  • 4.2. Обоснования выбора алгоритма для апробации
  • 4.3. Подготовка аппаратных и программных средств для реализации процедуры
  • 4.4. Реализация разработанной процедуры
  • 4.5. Сравнительный анализ эффективности разработанного аппаратного решения
  • 4.6. Вывод
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ЛИСТИНГИ