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FireSim:快速、轻松的 FPGA 加速硬件仿真,具有本地和云灵活性

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FireSim:快速、轻松的 FPGA 加速硬件仿真,具有本地和云灵活性

FireSim 文档状态 Github 操作状态

我们于2023年3月26日在ASPLOS 2023举办了第一届FireSim和Chipyard用户/开发者研讨会!本次研讨会的特色是 FireSim 和 Chipyard 社区的用户和开发人员进行了一整天的演讲。演讲的 YouTube 视频可在2023 年研讨会页面上观看!

内容

  1. 使用 FireSim
  2. 什么是FireSim?
  3. 我可以使用 FireSim 模拟什么?
  4. 需要帮忙?
  5. 贡献
  6. 刊物

使用 FireSim

要开始使用 FireSim,您可以在docs.fires.im找到我们丰富的文档和入门指南 。 FireSim 代码库在github.com/firesim/firesim上开源 ,我们欢迎拉取请求和问题。您还可以从我们的用户论坛上的 FireSim 用户社区获得帮助。此外,我们经常在各种会议和活动中提供教程;出于概述目的,您可以在fires.im/tutorial-recent上找到最新的幻灯片(您仍应关注docs.fires.im以获取最新的入门指南)。

您可以在 YouTube 上找到最近活动的另一个很好的概述(以视频格式)。

什么是FireSim?

FireSim 是一款开源 FPGA 加速的全系统硬件仿真平台,可以轻松验证、分析和调试 10 到 100 MHz 的 RTL 硬件实现。 FireSim 简化了 ASIC RTL 与其他系统组件(例如 I/O)的周期精确硬件和软件模型的联合仿真。 FireSim 可以高效地从本地 FPGA 上托管的单个 SoC 仿真(例如,连接到桌面的单个 Xilinx Alveo 板)扩展到利用数百个云 FPGA(例如,在 Amazon EC2 F1 上)的大规模数据中心规模仿真。

谁在使用和开发 FireSim?学术界和工业界(20 多个机构)的 FireSim 用户已使用 FireSim 在许多领域发表了 40 多篇论文,包括计算机体系结构、系统、网络、安全、科学计算、电路、设计自动化等(请参阅出版物页面。 FireSim 还被用于运输商业芯片的开发。 FireSim 最初是由加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学系开发的,但现在拥有来自世界各地的工业和学术贡献者。

您可以在以下位置了解有关 FireSim 的更多信息:

我可以使用 FireSim 模拟什么?

FireSim 可以模拟用Chisel或 Verilog编写的任意硬件设计 。借助 FireSim,用户可以编写自己的 RTL(处理器、加速器等),并在云端或本地 FPGA 上以接近 FPGA 原型的速度运行,同时获得与相同设计的 ASIC 实现相匹配的性能结果。根据硬件设计和仿真规模,FireSim 仿真运行速度为 10 到 100 MHz。用户还可以为他们不需要或不想编写为 RTL 的组件集成自定义软件模型。为了帮助围绕设计构建封闭且确定性的模拟环境,FireSim 包含针对 DRAM、以太网、磁盘、UART 等 I/O 的经过验证的高性能硬件/软件模型。用户出版物页面链接到 FireSim 用户撰写的精选论文。

FireSim 最初开发的目的是通过将 RISC-V 处理器的开放 RTL 与定制的周期精确网络模拟相结合来模拟数据中心。默认情况下,FireSim 提供从一个到数千个多核计算节点进行精确循环仿真所需的所有 RTL 和模型,直接源自经过硅验证的开放目标 RTL(RISC-V Rocket ChipBOOMChipyard) ,并通过可选的周期精确网络模拟将它们连接在一起。 FireSim 还提供了一个 与其模拟的 RISC-V 系统兼容的 Linux 发行版,并自动 将新工作负载纳入该 Linux 发行版的过程。这些模拟运行得足够快,可以在命令行上与模拟系统上的 Linux 进行交互,就像真正的计算机一样。用户甚至可以通过 SSH 连接到 FireSim 中的模拟系统 并从其中访问互联网。

前往FireSim 网站了解更多信息。

需要帮忙?

贡献

刊物

ISCA 2018:FireSim:公共云中 FPGA 加速周期精确横向扩展系统仿真

您可以在我们的 ISCA 2018 论文中了解有关 FireSim 的更多信息,该论文涵盖了整体 FireSim 基础设施和网络集群的大型分布式模拟。该论文被选为IEEE Micro 的“2018 年计算机架构会议最佳精选”“ISCA@50 25 年回顾 1996-2020”之一。

Sagar Karandikar、Howard Mao、Donggyu Kim、David Biancolin、Alon Amid、Dayeol Lee、Nathan Pemberton、Emmanuel Amaro、Colin Schmidt、Aditya Chopra、Qijing Huang、Kyle Kovacs、Borivoje Nikolic、Randy Katz、Jonathan Bachrach 和 Krste Asanović。FireSim:公共云中的 FPGA 加速周期精确横向扩展系统仿真。2018 年 6 月在加利福尼亚州洛杉矶举行的第 45 届计算机架构国际研讨会 (ISCA'18) 论文集。

纸质 PDF | IEEE Xplore | ACM DL |书目词典

FPGA 2019:FASED:FPGA 加速 DRAM 仿真和评估

我们在 FPGA 2019 的论文详细介绍了 FireSim 中使用的 DRAM 模型:

David Biancolin、Sagar Karandikar、Donggyu Kim、Jack Koenig、Andrew Waterman、Jonathan Bachrach、Krste Asanović,FASED:FPGA 加速 DRAM 仿真和评估第 27 届 ACM/SIGDA 国际现场可编程门阵列研讨会论文集,海边,加利福尼亚州,2018 年 2 月。

纸质 PDF | ACM DL | 书目词典

2018 年 IEEE Micro 精选:FireSim:公共云中 FPGA 加速、周期精确的横向扩展系统仿真

本文讨论自 FireSim ISCA 2018 论文发表以来的多项更新:

Sagar Karandikar、Howard Mao、Donggyu Kim、David Biancolin、Alon Amid、Dayeol Lee、Nathan Pemberton、Emmanuel Amaro、Colin Schmidt、Aditya Chopra、Qijing Huang、Kyle Kovacs、Borivoje Nikolic、Randy Katz、Jonathan Bachrach 和 Krste Asanović。FireSim:公共云中的 FPGA 加速周期精确横向扩展系统仿真IEEE 微,卷。 39,没有。 3,第 56-65 页,(Micro Top Picks 2018 年期)。 2019 年 5 月至 6 月。

文章 PDF

ICCAD 2019:Golden Gate:弥合 ASIC 和 FPGA 原型之间的资源效率差距

我们的论文描述了 FireSim 的编译器Golden Gate

Albert Magyar、David T. Biancolin、Jack Koenig、Sanjit Seshia、Jonathan Bachrach、Krste Asanović,《Golden Gate:弥合 ASIC 和 FPGA 原型之间的资源效率差距》第 39 届国际计算机辅助设计会议 (ICCAD ' 19),科罗拉多州威斯敏斯特,2019 年 11 月。

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ASPLOS 2020:FirePerf:FPGA 加速的全系统硬件/软件性能分析和协同设计

我们的论文讨论了 FireSim 中的系统级分析功能:

Sagar Karandikar、Albert Ou、Alon Amid、Howard Mao、Randy Katz、Borivoje Nikolić 和 Krste Asanović,FirePerf:FPGA 加速的全系统硬件/软件性能分析和协同设计第二十五届国际会议论文集编程语言和操作系统的架构支持 (ASPLOS 2020),瑞士洛桑,2020 年 3 月。

纸质PDF

IEEE MICRO 2021:FireSim 中多时钟系统的可访问、FPGA 资源优化仿真

在本期特刊中,我们描述了自动化实例多线程优化以及对模拟目标中多个时钟域的支持。

大卫·比安科林、阿尔伯特·马扎尔、萨加尔·卡兰迪卡、阿隆·阿米德、博里沃耶·尼科利奇、乔纳森·巴克拉赫、克里斯特·阿萨诺维奇。FireSim 中多时钟系统的可访问、FPGA 资源优化仿真IEEE 微卷:41,第 4 期,7 月至 8 月。 1 2021

文章 PDF

ISCA@50 回顾:1996-2020:FireSim:公共云中的 FPGA 加速周期精确横向扩展系统仿真

这篇回顾性论文包含在“ISCA@50 回顾:1996-2020”合集中,提供了自原始 ISCA 2018 论文以来 FireSim 的发展和演变的更新和回顾。

Sagar Karandikar、Howard Mao、Donggyu Kim、David Biancolin、Alon Amid、Dayeol Lee、Nathan Pemberton、Emmanuel Amaro、Colin Schmidt、Aditya Chopra、Qijing Huang、Kyle Kovacs、Borivoje Nikolic、Randy Katz、Jonathan Bachrach 和 Krste Asanović。FireSim:公共云中的 FPGA 加速周期精确横向扩展系统仿真ISCA@50 回顾:1996-2020,José F. Martínez 和 Lizy K. John 编辑,2023 年 6 月。

回顾性 PDF

您可以在FireSim 网站上找到其他出版物,包括使用FireSim 的出版物。

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FireSim:快速、轻松的 FPGA 加速硬件仿真,具有本地和云灵活性

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