Komunikacja ze sprzętowym akceleratorem haszowania n-gramów dla procesora ARM z wykorzystaniem portu ACP

摘要

Artykuł opisuje uruchomienie portu ACP w układzie EPP firmy Xilinx przy użyciu CDMA zarządzającego transmisją pomiędzy akceleratorem, a rdzeniami procesora. Głównym celem badań było utworzenie modułu dokonującego tak zwanego haszowania zbiorów danych. Do wykonania tej operacji wykorzystany został układ-Zynq 7000 posiadający zasoby logiki programowalnej oraz dwa rdzenie ARM A9. Powstały dwie koncepcje realizacji akceleratora. Pierwsza wersja zakładała bezpośredni przepływ danych ze źródła do akceleratora, a następnie do rdzeni ARM. Drugie rozwiązanie zakłada wykorzystanie portu ACP.%This paper introduces a new approach to hardware acceleration using the ACP(Acceleration Coherency Port) in Xilinx Zynq-7000 EPP XC7Z020. The first prototype allocated BRAM memory and transferred data through the ACP. The second one used a hardware hashing module to process data outside the CPU. The module received and returned data through the ACP port. The main task of the system is to replace a set of data with its shorter representative of constant length without interference of the processing unit. The main benefit of hashing data lies within the constant length of function outcome, which leads to data compression. Compression is highly desirable while comparing large subsets of data, especially in data mining. The execution of a hashing function requires high performance of the CPU due to the computational complexity of the algorithm. Two concepts where established. The first one assumed transferring data directly do the hardware accelerator and later to ARM cores. This solution is attractive due to its simplicity and relatively fast. Unfortunately, the data cannot be processed before hashing with the same CPU without significant speed reduction. The second approach used the ACP port which can transfer data very fast between L2/L3 cache memory without flushing of validating cache. The data can be processed by the software driven CPU, sent to the accelerator and then sent back to CPU for further processing. To accomplish the established task, the Zynq 7000 EPP with double ARM A9 core and programmable logic in one chip was used.