Plataforma SOC FPGC para algoritmos de búsqueda de patrones usando técnicas de reconfiguración parcial

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado abarca el diseño e implementación de un acelerador hardware para algoritmos de búsqueda de patrones utilizando técnicas de reconfiguración parcial. Concretamente, se trata de una plataforma SoC FPGA que combina la flexibilidad y versatilidad de una solución software con el paralelismo intrínseco del hardware. La inclusión del flujo de diseño de reconfiguración parcial permite modificar la manera de configurar la lógica programable. Al mismo tiempo, se consigue reducir los recursos utilizados gracias a esta técnica. Inicialmente, se presentan datos objetivos que justifican el uso de las tecnologías empleadas en este trabajo y se introduce brevemente la técnica de reconfiguración parcial. A continuación, se realiza un estudio detallado de los tipos de reconfiguración parcial existentes, así como consideraciones y flujo de diseño. Seguidamente, se analizan los algoritmos de búsqueda de patrones, en concreto, aquellos enmarcados en el tipo de búsqueda de patrón fijo, no considerando la utilización de patrones regulares para este trabajo. A fin de que el lector conozca los detalles del proyecto, se exponen las herramientas empleadas durante su desarrollo. Por un lado, se trata el dispositivo FPGA y la placa de prototipado escogida. Por otro lado, se explican las herramientas software utilizadas. Finalmente, se introduce la solución escogida para el diseño de la plataforma, además de los bloques preparados para la reconfiguración parcial. Se detalla el desarrollo del proyecto, en el cual se han diseñado dos plataformas de referencias previamente a la implementación de la solución final. Se establece un banco de pruebas y medidas para determinar el rendimiento y las prestaciones de la plataforma. La evaluación de los resultados obtenidos concluye que la reconfiguración parcial ayuda a disminuir la utilización de recursos de la FPGA. En este caso, se reduce en 3 veces el área ocupada en comparación con otras plataformas diseñadas.