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SYSI: Simulation in Physik, Informatik und Informationstechnik

SYSI IV: HV IV

SYSI IV.1: Hauptvortrag

Dienstag, 19. März 2002, 10:45–11:20, HS 21

Simulationen mit konfigurierbarer Hardware — • Kugel — Universität Mannheim

Die FPGA-Technologie ermöglicht es, Algorithmen in Hardware abzubilden, wobei die Beschreibung jedoch in Software erfolgt. Der hohe erreichbare Parallelisierungsgrad ergibt typische Beschleunigungen um den Faktor 10 bis 1000 gegenüber einer reinen Softwareausführung. Mithilfe von FPGA-Koprozesoren lässt sich die Leistungsfähigkeit der Technologie flexibel und effizient für eine Vielzahl von Anwendungen nutzbar machen. Der Beitrag zeigt ein typische Koprozessorarchitektur auf PCI-basis sowie die Software zur Einbindung des FPGA Systems in die Anwendung. Der Einsatz wird anhand zweier Beispiele veranschaulicht. Das “Track Finding“ implementiert eine Tabellen-basierte Hough-Transformation mit nachfolgender paralleler Histogrammiereinheit für den L2-Trigger am LHC-Experiment Atlas. Im FPGA wird dabei ein Histogrammraum der Größe 80*1024*8 Bit aufgebaut. SPH nutzt die Eigenschaften neuster FPGAs zur Implementierung von Fließkomma-Arithmetik reduzierter Genauigkeit für die Berechnung der “smoothed Particle Hydrodynamic“. Zusammen mit einer optimierten Software und einem Spezialrechner zur Berechnung der Gravitatsionswechselwirkung sollen mit diesem System astrophysikalische Fragestellungen wie Sternentstehung untersucht werden.