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Dynamic Function eXchange (DFX)

概要

Dynamic Function eXchange (DFX) allows designers to dynamically modify sections of the FPGA designs on-the-fly. つまり、その他のロジックが動作中にパーシャル ビットストリームを FPGA にダウンロードできるようになるため、必要に応じて柔軟にデザインに変更を加え、性能を向上させることができます。Dynamic Function eXchange 機能により、デバイス数を削減したり、小規模デバイスへ移行して省電力化を実現できます。また、いつでもシステムをアップグレードできます。

機能

Dynamic Function eXchange ソフトウェア

FPGA または、SoC 全体の動作を継続したまま、一部分をリコンフィギュレーションするために、Vivado™ ML Design Suite ソフトウェア ツールが機能のロックを解除します。この最新ソリューションは、Vivado ML Design Suite の優れたインプリメンテーション機能を利用して、リコンフィギュレーション可能なデザインの構築にかかる負担を軽減します。Tcl ベースの非プロジェクト フロー、または RTL/IP ベースのプロジェクト フローを使用してデザインを実装できます。 2021.1 からは、ブロック デザイン コンテナーを用いた IP インテグレーター (IPI) デザインのサポートが追加されています。 RTL および IP ベースのプロジェクトモードは、Vivado IDE 内でサポートされており、基本フローの詳細は自動的に管理されます。設計フローのエントリ ポイントには、Vitis や HLS で処理される高位言語が使用されています。ダイナミック領域を低次領域に細分化できる Nested DFX や、インプリメンテーション ツール フローを効率化してランタイムを大幅に向上させる抽象化シェルなどの高度なフロー機能は、ノンプロジェクト モードでも利用可能です。

設計者がパーシャル リコンフィギュレーションの設計をより迅速かつ簡単に行えるように、4 つのコアを提供しています。 Dynamic Function eXchange Controller は、ハードウェア ベースのコンフィギュレーション コントローラーであり、トリガーやアービトレーションからビットストリーム作成やエラー処理に至るまで、リコンフィギュレーションに関するすべての側面を管理できます。 Dynamic Function eXchange Decoupler は、PR Controller またはその他のカスタマー コントローラーと併用され、リコンフィギュレーションされるダイナミック領域を安全に分離できます。Dynamic Function eXchange AXI Shutdown Managerは、リコンフィギャラブル パーティションを安全に再構成できるように AXI インターフェイス上のアクティビティを中断します。 Dynamic Function eXchange Bitstream Monitor は、パーシャル ビットストリームをデバッグおよび監視することによって、バージョンやターゲットの互換性を確保します。

最小デバイス (Artix 7 の一部、すべての Spartan 7) を除くほとんどの 7 シリーズおよび Zynq™ 7000 デバイスは Dynamic Function eXchange をサポートしています。Vivado Design Suite は UltraScale™ を完全にサポートし、すべてのデバイスでビットストリーム生成まで可能です。UltraScale+™ デバイスでのサポートは、ほぼすべてのプロダクション デバイスが対象です。Vivado 2021.1 では、Versal のサポートがプロダクション ステータスとして追加されています。詳細は、『DFX Reconfiguration ユーザー ガイド』 (UG909) の付録 A  を参照してください。

UltraScale は、パーシャル リコンフィギュレーション技術に新たな進化をもたらし、ほとんどすべての FPGA リソース タイプ (I/O、ギガビット トランシーバー、クロッキング ネットワークなど) のリコンフィギュレーションを可能にします。 UltraScale+ では、ビットストリーム転送を強化し、リコンフィギュレーション モードを拡張することによりさらなる機能改善を実現しました。 最近では、Versal のサポートが進み、ソフトウェア ベースのリコンフィギュレーション管理、リコンフィギャラブルな NoC (ネットワーク オン チップ)、共有メモリ アクセス、フロアプランの精度と効率化が追加されています。

大学教授および研究員の方は、AMD ユニバーシティ プログラム (XUP) から各バージョンの Vivado ソフトウェア ライセンスを入手可能です。 すべての Vivado Edition には Dynamic Function eXchange が含まれていますが、古いバージョン (2019 年以前) では明示的な DFX ライセンスが必要になります。 ライセンス取得に必要な要件および手続きの詳細は、xup@amd.com まで電子メールでお問い合わせください。

主な機能と利点

  • Vivado IDE は、HDL からビットストリーム生成までの RTL、IP インテグレーター プロジェクト モードをサポート
  • スタティック/リコンフィギャラブル モジュールのデータベースを効率的に管理
  • 不完全なモジュールを削除できるブラック ボックス ビットストリームをサポート
  • ユーザーがリコンフィギャラブル モジュールのバリエーションを管理する方法を判断
  • モジュールが追加/削除される間、メモリ内でスタティック デザインをオープンにする
  • フロアプラン機能で、リコンフィギュレーションされるリソースを判断
  • ツールがパーティション インターフェイスを自動管理 (オーバーヘッドが不要)
  • デザイン ルール チェック (DRC) がデザイン構造やコンフィギュレーションを検証
  • 標準のタイミング クロージャ技術が適用される
  • バージョン 2019.1 以降、Vivado WePack Edition を含むすべての ML Design Suit エディションに Dynamic Function eXchange 機能が追加費用なしで含まれている
  • Versal がサポートされている
  • 7 シリーズのすべてのデバイスがサポートされているわけではない

リソース

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