Conception RTL : réseaux systoliques
Construisez un réseau paramétrable de multiplication matricielle à partir d’une arithmétique MAC signée, d’entrées décalées et d’éléments de traitement, puis vérifiez le découpage en tuiles, le contrôle de flux et le comportement exact à chaque front.
Ce que vous apprendrez
- Associer les indices matriciels et les produits scalaires aux éléments de traitement
- Choisir les largeurs des produits signés, de l’accumulateur et de la sortie en virgule fixe
- Ordonnancer des réseaux 2×2 et N×N à sorties stationnaires avec des entrées décalées
- Définir valid, les étiquettes, les blocages et la réinitialisation par un contrat exact aux fronts
- Vérifier les limites des tuiles, la bande passante et le projet final avec un tableau de suivi
Avant de commencer
Ces exercices dans le navigateur utilisent des modèles pédagogiques ; ils ne compilent ni n’exécutent de HDL. Pour exécuter le code séparément, suivez le guide Digital Design Studio de votre système et connectez-vous si l’opération le demande.
Installation et premier démarrage ↗ · Téléchargements ↗Programme
- Matrices et contrats arithmétiques
- Associer les produits scalaires aux éléments de traitementConcept
Distinguez les indices de ligne, de colonne et de réduction, puis calculez une petite matrice de référence.
- Produits signés et largeur d’accumulateurConcept
Déduisez la largeur d’accumulateur de la plage d’opérandes la plus défavorable.
- Politique de sortie en virgule fixeConcept
Distinguez l’échelle des entrées, l’arrondi négatif, la saturation et le rebouclage modulaire.
- Vérifier le contrat arithmétiqueVérification
Choisissez la largeur d’accumulateur selon la longueur totale de réduction.
- Éléments de traitement et jetons valides
- Le contrat à un front montantConcept
Fixez la numérotation des fronts, la transmission enregistrée, l’accumulation et la priorité d’initialisation.
- TP : élément de traitement MAC signéTravaux pratiques
Utilisez un modèle autonome pour vérifier les opérandes valides, les blocages et l’effacement.
- Drapeaux de validité, étiquettes et purgeConcept
Distinguez le zéro numérique, les bulles et les jetons d’un autre traitement.
- Vérifier la commande de l’élément de traitementVérification
Identifiez l’état qui doit être conservé pendant une pause.
- Réseaux et ordonnancement des entrées
- Flux à sorties stationnaires et autres flux de donnéesConcept
Comparez le stockage et le transport en identifiant ce qui reste dans le PE.
- TP : réseau 2×2 à entrées décaléesTravaux pratiques
Modélisez les délais de transmission d’un front et vérifiez chaque accumulateur intermédiaire.
- Passer à N×N et compter les fronts de finConcept
Paramétrez la taille spatiale N séparément de la longueur de réduction K.
- Vérifier l’ordonnancement et la finVérification
Distinguez la dernière injection de la disponibilité du dernier résultat.
- Découpage en tuiles, bande passante et contrôle de flux
- Découpage en tuiles et remplissage aux limitesConcept
Répartissez de grandes matrices sur une grille plus petite et gérez remplissage zéro et masques de sortie.
- Bande passante et utilisation utileConcept
Distinguez capacité MAC de pointe et coûts de remplissage, vidange, zéros ajoutés et mémoire.
- TP : contre-pression et réinitialisationTravaux pratiques
Exécutez pause globale, conservation du résultat et réinitialisation d’un traitement interrompu.
- Vérifier remplissage et bande passanteVérification
Distinguez la validité d’un opérande de celle d’une adresse de résultat.
- Vérification et projet final
- Tableaux de suivi et invariantsConcept
Vérifiez termes, étiquettes, fronts et transferts de sortie en plus de la matrice finale.
- Concevoir des tests signés et aux limitesConcept
Combinez les limites arithmétiques, de dimensions et de commande au-delà d’un exemple nominal.
- Projet final : modèle de vérification N×N à tuilesTravaux pratiques
Combinez N et K arbitraires avec remplissage et pauses et comparez à une référence indépendante.
- Revue d’intégration RTL et extensionsConcept
Reliez le modèle pédagogique aux interfaces RTL et aux preuves de vérification.