CFU Playground: Kerangka Sumber Terbuka Full-Stack untuk Akselerasi TinyML di FPGA

CFU Playground: Kerangka Sumber Terbuka Full-Stack untuk Akselerasi TinyML di FPGA

Ingin prosesor ML yang lebih cepat? Lakukan sendiri!

Proyek ini menyediakan kerangka kerja yang dapat digunakan oleh seorang insinyur, magang, atau siswa untuk merancang dan mengevaluasi peningkatan ke FPGA- berbasis prosesor “lunak”, khusus untuk meningkatkan kinerja tugas pembelajaran mesin (ML). Tujuannya adalah untuk mengabstraksikan sebagian besar detail infrastruktur sehingga pengguna dapat mempercepat dengan cepat dan hanya fokus pada penambahan instruksi prosesor baru, mengeksploitasinya dalam komputasi, dan mengukur hasilnya.

Proyek ini memungkinkan iterasi cepat pada peningkatan prosesor — beberapa iterasi per hari.

Begini cara kerjanya:

  • Pilih model TensorFlow Lite; model deteksi orang terkuantisasi disediakan, atau bawa sendiri.
  • Jalankan inferensi pada papan Arty FPGA untuk mendapatkan jumlah siklus per lapisan.
  • Pilih operator TFLite untuk mempercepat, dan gali kode itu.
  • Desain baru instruksi yang dapat menggantikan beberapa operasi dasar.
  • Membangun unit fungsi kustom (sejumlah kecil perangkat keras) yang menjalankan instruksi baru .
  • Modifikasi kernel perpustakaan TFLite/Micro untuk menggunakan instruksi baru, yang tersedia sebagai intrinsik dengan sintaks panggilan fungsi.
  • Buat ulang Soc FPGA, kompilasi ulang perpustakaan TFLM, dan jalankan kembali untuk mengukur peningkatan.

Fokus di sini adalah performa, bukan demo. Input ke inferensi ML dikalengkan/dipalsukan, dan satu-satunya output adalah jumlah siklus. Perbaikan yang dibuat di sini dapat diekspor ke demo yang sebenarnya, tetapi saat ini tidak ada jalur yang disiapkan untuk melakukannya.

Dengan pengecualian Vivado, semua yang digunakan oleh proyek ini adalah open source.

Penafian: Ini bukan proyek Google yang didukung secara resmi. Dukungan dan/atau rilis baru mungkin terbatas.

Ini adalah prototipe awal kerangka kerja eksplorasi ML; mengharapkan kurangnya dokumentasi dan kerusakan sesekali. Jika Anda ingin berkolaborasi dalam membangun kerangka kerja ini, hubungi tcal@google.com! Lihat “Pedoman kontribusi” di bawah.

Perangkat keras/OS yang diperlukan

  • Salah satu papan yang didukung oleh Papan LiteX. Sebagian besar target Papan LiteX harus berfungsi.
    Itu telah diuji pada Arty A7-35T/100T, iCEBreaker, Fomu, OrangeCrab
      , ULX3S

        , dan Nexys Video

          boards.

  • Satu-satunya OS host yang didukung adalah Linux (Debian / Ubuntu).

Anda tidak memerlukan papan apa pun jika ingin menjalankan simulasi Renode atau Verilator.

Perangkat lunak yang diasumsikan

  • FPGA Toolchain: itu tergantung pada papan yang dipilih. Jika Anda sudah memasang rantai alat untuk papan Anda, Anda dapat menggunakannya.

Untuk papan dengan bagian Xilinx XC7, Anda dapat menggunakan Vivado, yang harus diinstal secara manual (ini panduan kami), atau rantai alat SymbiFlow open-source, yang dapat dengan mudah diinstal menggunakan Conda (lihat Panduan Pemasangan).

Untuk papan dengan Lattice iCE40, ECP5, atau Nexus FPGA, Anda dapat menginstal seperangkat alat sumber terbuka yang sesuai baik melalui Conda (lihat Panduan Penyiapan) atau sendiri dengan membangun dari sumber. Atau, Anda dapat menggunakan toolchain Lattice (Radiant/Diamond).

Jika Anda ingin mencoba berbagai hal menggunakan simulasi Renode, maka Anda tidak memerlukan board atau toolchain. Anda juga dapat melakukan simulasi akurat siklus tingkat Verilog dengan Verilator, tetapi ini jauh lebih lambat. Renode diinstal oleh skrip setup.

Paket lain yang diperlukan akan diperiksa dan, jika pada sistem berbasis Debian, otomatis diinstal oleh skrip setup di bawah.

Mempersiapkan

Klon repo ini, cd ke dalamnya, lalu jalankan:

Gunakan dengan papan

Papan default adalah Arty. Jika Anda ingin menggunakan papan yang berbeda, Anda harus menentukan target, misalnya TARGET=digilent_nexys_video

    .

    1. Bangun SoC dan muat bitstream ke Arty: 
      CD proj/proj_template buat prog

      Ini membangun SoC dengan CFU default dari proj/proj_template. Nanti Anda akan menyalin ini dan memodifikasinya untuk membuat proyek Anda sendiri.

    2. Buat program RISC-V dan jalankan di SoC yang baru saja Anda muat ke Arty:

    3. Gunakan tanpa papan

      Jika Anda tidak memiliki papan yang didukung oleh Papan LiteX, Anda dapat menggunakan Renode atau Verilator untuk mensimulasikannya.

      Untuk menggunakan Renode untuk mengeksekusi pada simulator pada mesin host (tidak diperlukan papan Vivado atau Arty), jalankan:

      Untuk menggunakan Verilator untuk mengeksekusi pada simulator tingkat RTL yang akurat siklus ( tidak diperlukan papan Vivado atau Arty), jalankan:

      Bendera make paling berguna

      4. Pilihan

      common_soc

      digilent_arty

      Penjelasan Contoh Bawaan
      PERON
      Pilih platform SoC yang Anda inginkan untuk membangun: hps atau sim atau umum_soc membuat bitstream PLATFORM=hps
      TARGET

      		Pilih salah satu dari banyak target dari repositori LiteX Boards,
      common_soc akan mengambil BaseSoC dari yang ditentukan target.py      		 buat bitstream TARGET=nexys_video_board
      USE_VIVADO
      Gunakan rantai alat Vivado buat bitstream USE_VIVADO=1 0 USE_SYMBIFLOW Gunakan rantai alat Symbiflow buat bitstream USE_SYMBIFLOW=1 0 UART_SPEED Pilih baudrate UART membuat bitstream UART_SPEED=115200 3686400 ABAIKAN_TIMING Abaikan waktu kendala (hanya untuk Vivado) buat bitstream USE_VIVADO=1 IGNORE_TIMING=1

      0

  • LiteX: Kerangka kerja sumber terbuka untuk merakit SoC (CPU + periferal)
  • VexRiscv: RISC sumber terbuka- V soft CPU yang dioptimalkan untuk FPGA
  • nMigen: Python toolbox untuk membangun perangkat keras digital

    • Berlisensi di bawah lisensi Apache-2.0

    Lihat file LISENSI.

    Pedoman kontribusi

    Jika Anda ingin berkontribusi di CFU Playground, pastikan untuk membaca panduan kontribusi. Proyek ini mematuhi kode etik Google. Dengan berpartisipasi, Anda diharapkan untuk menjunjung tinggi kode ini.

      Baca selengkapnya

      Rekomendasi:

      • Mempercepat Kemajuan dalam Keberlanjutan dengan XaaS Ketika para pemimpin industri mulai menghargai urgensi perubahan iklim dan peran penting yang mereka mainkan dalam menguranginya, mereka mencari cara untuk menggunakan sumber daya dan energi secara lebih efisien. Tekanan…
      • Fondasi untuk proyek pertama Anda Sebuah komputer kecil namun kuat, Raspberry Pi telah menarik minat para pecinta dan penggemar teknologi di seluruh dunia. Ini memberikan metode luar biasa untuk menjelajahi dunia gadget dan proyek DIY,…
      • Apa saja tantangan dalam mengimplementasikan Data Fabric? Data fabric adalah arsitektur dan solusi manajemen baru yang menjanjikan untuk membantu organisasi mengelola dan menggunakan data dengan lebih baik. Namun, struktur data adalah arsitektur yang kompleks dan ada beberapa…
      • Desktop XPS baru Dell adalah pembangkit tenaga… Sesuatu yang dinanti-nantikan: Setelah berbulan-bulan antisipasi, Intel hari ini mengungkapkan CPU Alder Lake generasi ke-12. Ditetapkan untuk diluncurkan minggu depan, OEM telah mulai mengumumkan PC yang akan menggabungkan prosesor, dengan…
      • Mengapa IoT adalah landasan dari strategi zero-trust AWS 28 Desember 2021 07:40 Kredit Gambar: Shutterstock Mendengar dari CIO, CTO, dan eksekutif tingkat C dan senior lainnya tentang data dan strategi AI di Future of Work Summit 12 Januari…
      • BrainChip Bermitra Dengan MegaChips Untuk… Tanggal publikasi: 21 Nov 2021 18:18 ESTBrainChip Holdings Ltd (ASX: BRN), (OTCQX: BCHPY) penyedia terkemuka kecerdasan buatan kinerja tinggi berdaya sangat rendah teknologi dan produsen chip AI neuromorfik dan IP…
      • Apa yang Terjadi dengan Superkomputer Bisnis? Pernah tampak tak terelakkan -- suatu hal yang pasti -- bahwa superkomputer akan membantu bisnis mengatasi tuntutan yang dipaksakan oleh basis data besar, alat teknik yang kompleks, dan prosesor lainnya…
      • Kit pembuatan PC NZXT menghilangkan rasa takut dan… Jika Anda ingin mencoba membuat PC, tetapi terintimidasi oleh banyaknya pilihan suku cadang dan potensi sakit kepala kompatibilitasnya, pembuat perangkat keras PC NZXT ada di sini untuk membantu. Perusahaan sekarang…
      • Intel Core i9-12900K vs AMD Ryzen 9 5900X Beranda BeritaKomputasi ) (Kredit gambar: Masa Depan) Sejak prosesor AMD Ryzen pertama memasuki pasar pada tahun 2017, Intel agak bersikap defensif. Itu terjebak pada proses 14nm begitu lama, dan sementara…
      • Menguak Jejak Masa Lalu Indonesia: Emodul Sejarah… Belajar Sejarah Indonesia Kelas 12 dengan Emodul Interaktif dan Menyenangkan Apakah Anda merasa kesulitan mempelajari sejarah Indonesia kelas 12? Apakah Anda merasa materi yang diajarkan terlalu berat dan sulit dipahami?…
      • Finlandia pindah ke industri komputasi kuantum Kementerian Ekonomi Finlandia baru-baru ini mendanai proyek inovasi untuk Pusat Penelitian Teknis VTT Finlandia untuk membangun komputer kuantum. VTT meminta IQM, sebuah startup lokal, untuk membantu proyek tersebut, yang dimulai…
      • Penerapan Model Pembelajaran Project Based Learning… Oleh: Solekhah ABSTRAK. Penerapan Model Pembelajaran Project Based Learning untuk Meningkatkan Motivasi Belajar Siswa pada Pembelajaran Sejarah pada Kelas X TBSM-1 di SMK Muhammadiyah Tahun 2023-2024. Pembelajaran sejarah di SMK…
      • Build Windows 11 baru yang tersedia untuk Insiders… Melalui kaca: Rilis Windows 11 terbaru telah mengganggu pengguna AMD dengan beberapa masalah kinerja yang terdokumentasi. Sebuah posting blog dari Tim Program Insider Windows menunjukkan bahwa perbaikan untuk kinerja cache…
      • Di mana membeli CPU 'Alder Lake' generasi… Gordon Mah Ung Pengecer mulai mengungkapkan harga jalanan dan ketersediaan untuk prosesor Intel Core "Alder Lake" generasi ke-12 yang baru, dan meskipun tidak aneh, mereka 'tidak terlalu cantik baik. CPU…
      • CPU AMD Ryzen 7000 series Zen 4 yang baru dirilis… Baru-baru ini, AMD telah secara resmi mengumumkan peluncuran seri CPU Desktop AMD Ryzen 7000 yang barudidukung oleh arsitektur mikro Zen 4 terbaru dari AMD, didukung oleh node proses N5 5nm…
      • Alat Baru Mengukur Green IT, Keberhasilan Keberlanjutan Seiring perusahaan berusaha untuk membawa keberlanjutan ke tingkat berikutnya dan mendapatkan gambaran yang lebih lengkap tentang emisi gas rumah kaca mereka, ada kebutuhan yang semakin besar untuk mengukur hasil dan…
      • Hubungan FSF dengan firmware berbahaya bagi pengguna… FSF memiliki hubungan yang tidak menguntungkan dengan firmware, menghasilkan kebijakan yang masuk akal di akhir 1980-an, tetapi secara aktif merugikan pengguna saat ini, dengan merekomendasikan peralatan usang, yang membutuhkan peningkatan…
      • Coinpool: Panduan Lengkap Mengenai Platform Mining… Mining cryptocurrency menjadi salah satu cara populer untuk mendapatkan mata uang digital. Coinpool adalah salah satu platform mining cryptocurrency yang dapat membantu Anda memulai aktivitas mining dengan lebih mudah. Dalam…
      • Laptop terbaik untuk mengedit video Gordon Mah Ung / IDG Pengeditan video adalah salah satu tugas paling berat yang dapat Anda lakukan di PC, jadi saat Anda berbelanja laptop untuk mengedit video, Anda saya ingin…
      • Kunci eksperimen pemasaran yang sukses Bukan hal yang aneh bagi kunci eksperimen pemasaran untuk mengklaim “konsistensi adalah kuncinya”. Namun, eksperimen menjadi lebih penting dari sebelumnya. Dengan penghapusan cookie pihak ketiga dari browser utama, pemasar mengubah…
      • Apple Diam-diam Menyertakan Fitur Luar Biasa di… IPhone 13 Pro memiliki beberapa fitur hebat yang sulit untuk dilewatkan. Sistem kamera, yang secara harfiah lebih besar dari sebelumnya, adalah salah satu contoh nyata. Tidak hanya lensa dan sensor…
      • Mana yang lebih baik untuk bermain game Ada persaingan sengit antara gamer Android dan Bagaimana cara memilih. Namun, tidak ada sistem operasi yang secara inheren lebih unggul atau berperingkat lebih tinggi dari yang lain. Saat bermain video…
      • Raspberry Pi Zero 2 W seharga $15 siap untuk… Raspberry Pi Perusahaan Raspberry Pi terkenal dengan lini produk eponim utamanya, sekarang dalam inkarnasi keempatnya (dan juga menjadi sedikit lebih mahal, setidaknya untuk sementara). Tetapi ada berbagai macam variasi pada…
      • Dekade kecerdasan ambien 9 Januari 2022 09:20 Kredit Gambar: metamorworks/Getty Images Mendengar dari CIO, CTO, dan eksekutif tingkat C dan senior lainnya tentang data dan strategi AI di Future of Work Summit 12…
      • Delapan belas kerentanan tingkat tinggi diperbaiki… Kentang panas: Pembaruan driver grafis dari produsen perangkat keras GPU biasanya disambut dengan kegembiraan dan skeptisisme yang sehat. Beberapa pengguna menantikan dukungan game dan aplikasi potensial, fungsionalitas, atau FPS murni…
      • Penghentian potensial untuk komputasi kuantum: Sinar kosmik Memperbesar / Prosesor Sycamore Google.Baru-baru ini , ketika para peneliti menguji koreksi kesalahan pada prosesor kuantum Google, mereka mencatat fenomena aneh di mana seluruh skema koreksi kesalahan secara sporadis akan…
      • Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 3 menjanjikan kinerja PC… Pada hari Rabu, Qualcomm meluncurkan platform prosesor Snapdragon 8cx Gen 3 untuk PC, mengklaim bahwa chip tersebut akan menawarkan kinerja hingga 85 persen lebih banyak daripada generasi sebelumnya. Bagus, mengingat…
      • Intel secara resmi dalam bisnis penambangan bitcoin sekarang Intel telah mengumumkan rencananya untuk sepenuhnya merangkul teknologi blockchain dan akhirnya memasuki ruang penambangan bitcoin dengan chip baru yang akan tersedia akhir tahun ini.Dalam posting blog baru, chip tersebut raksasa…
      • Facebook menanam ide metaverse tetapi Apple… Pengguna media sosial dan dunia bisnis sekarang memiliki gambaran umum tentang apa itu metaverse, berkat penyemaian istilah selama setahun oleh CEO Meta Mark Zuckerberg pada panggilan investor dan selanjutnya mengubah…
      • AMD membidik laptop mainstream dengan Ryzen 6000 Mobile Kami tahu prosesor Ryzen seluler AMD dapat memberikan kinerja tingkat atas. Tujuan AMD untuk prosesor Ryzen 6000 Mobile barunya sedikit berbeda: mengoptimalkannya untuk efisiensi daya, memperluas jangkauannya ke laptop mainstream…
      Designed by SuaraSekitar Terkini
      © Copyright 2025, All Rights Reserved