AIE(19)—Packet Switching（1）

Lauren的FPGA

发布于 2022-08-23 19:08:17

7000

发布于 2022-08-23 19:08:17

多个stream数据流可以共享一个物理通道，这个物理通道可以是PL到AIE也可以是AIE到PL。这样的好处是节省了PL接口，尤其适用于低带宽的场合。

本质上，packet switching使用了一对解复用器（de-multiplexer）和复用器（multiplexer）。前者将打包的数据流根据packet ID分配给不同的kernel，后者将来自于不同kernel上的数据流合并汇聚为一个数据流。为此，在ADF graph library中引入了pktsplit<n>和pktmerge<n>。pktsplit<n>是一个1:n的解复用器，pktmerge<n>是一个n:1的复用器。n最大值为32。

我们通过一个具体案例来体会一下packet switching的使用方法。这个例子包含4个AIE kernel，每个kernel的输入/输出均采用Window-based方式。4个Kernel的输入数据分别来自于pktsplit解复用器的4个输出，而4个Kernel的输出数据则通过pktmerge复用器合并为一路输出数据。需要注意的是将packet stream与window连接时connect里填的参数分别为pktstream和window，如下图中红色方框所示。

从编译结果来看，packet switching方式从PL到AIE只使用了一个物理通道，同样地，从AIE到PL也只使用了一个物理通道。

在编译结果Emulation-AIE/Work/temp目录下，packet_ids_c.h内显示了Kernel输入/输出端口与Packet ID之间的对应关系。该.h文件可用于后续使用HLS对PL编程。该目录下还会生成一个packet_ids_v.h，用于后续使用Verilog对PL编程。

这里就要说明一下packet数据流的格式。Packet数据流由packet header和数据流构成。每个Packet ID对应的数据流长度必须一致。Packet header的格式如下图所示。图中表明低5位为packet ID，这也佐证了为什么最多包含32个数据流。

基于此，在提供输入激励时就要采用如下图所示方式。图中红色方框为packet header，蓝色方框表明对应packet ID下的数据将为最后一个数据。不难看出，这里每个packet ID下的数据流长度为8。

我们把这4个packet header解析下来如下图所示。重点关注其中的packet ID。可以看到packet ID分别为0/1/2/3。

再看AIE的仿真结果，如下图所示。同样地，红色方框为packet header。蓝色方框表明此时为相应packet ID下的最后一个数据。对packet header进行解析，即可获知数据packet ID，再通过packet_ids_c.h中的文件内容，就可以知道该ID的数据是由哪个AIE Kernel输出。