Логотип МИЭМ НИУ ВШЭ
Рабочий
Логотип типа проекта Программно-аппаратный
Программно-аппаратный
2024 / 2025
Логотип проекта Разработка IP-ядер для FPGA нейроускорителя

    2201 Разработка IP-ядер для FPGA нейроускорителя

    Старт
    22.04.2025
    Представление
    06.06.2025 – 17.06.2025
    Постерная сессия
    05.11.2025 – 19.11.2025
    Защита
    26.01.2026 – 06.02.2026

    Паспорт проекта

    Аннотация

    Проект направлен на разработку аппаратных математических IP-блоков на базе FPGA Xilinx, ускоряющих алгоритмы, используемые при инференсе нейронных сетей типа трансформер с целью дальнейшей интеграции в проект перспективного нейроускорителя, который сможет ускорять визуальные трансформеры, такие как TinyVIT или Yolo-S. В качестве аналогов можно выделить такие проекты, как XJTU-Tripler, PipeCNN, theDatabus accelerator, Gemmini - готовые RTL-прошивки для ПЛИС для инференса нейросетей, однако...

    Отрасль

    Автоматика. Вычислительная техника

    Теги

    Моделирование
    С++
    Информатика

    Цель

    В рамках данного проекта планируется разработка и верификация IP со следующим функционалом: - матричные операции (сложение, умножение, умножение Адамара) - операция Layernorm Верификация полученных модулей будет проводится в 3 этапа: 1. Поведенческая симуляция (QuestaSim/Vivado Simulator) 2. Post-Implementation testbench (Проверка схемы после логического синтеза и имплементации на ПЛИС) 3. Верификация на отладочной плате с использованием Xilinx VIO Конечной целью является разработка прототипа...

    Ожидаемые результаты

    • Реализованный IP-блок с поддержкой матричных операций (сложение, умножение, умножение Адамара) в среде разработки Vivado
      • Поддержка интерфейса AXI Stream
      • Параметризованное число вычислительных ячеек
      • Производительность при плотных умножении матриц: от 50GOPS
      • Тип данных INT8/BF16
      • Тактовая частота: не менее 150МГц на семействе ПЛИС Xilinx 7-Series
    • Реализованный IP-блок для алгоритма Layernorm в среде разработки Vivado
      • Поддержка интерфейса AXI Stream
      • Параметризованная ширина шины
      • Тип данных: BF16

    Форма и способы промежуточного контроля

    В рамках проекта работа организуется в соответствии с циклами, определенными в календаре проектной работы МИЭМ НИУ ВШЭ. Задачи формулируются в начале каждого цикла, а в конце проводится оценка выполненных задач, создание новых и корректировка предыдущих. Отчетность представляется в соответствии с графиком проектной работы, а все контрольные точки проходят в соответствии с календарем проектной работы.

    Форма представления результатов

    - Исходный код разработанных IP-ядер и тестбенчей к ним; - Результаты тестирования на отладочной плате; - Пакет сопроводительной документации на разработанное аппаратное обеспечение.

    Ресурсное обеспечение

    Среда разработки Xilinx Vivado; Среда разработки Xilinx Vitis HLS; Отладочная плата на базе ПЛИС Xilinx Kintex с оперативной памятью типа DDR3; Репозиторий Gitlab.

    Имеющийся задел

    - Первая версия IP-ядра для матричного умножения; - Прототипы IP-ядра для layernorm; - Техническое задание.

    Заказчик

    МИЭМ / ДЭИ