Intel FPGA SDK for OpenCL 简介和开发流程

1.     概况

Intel FPGA SDK for OpenCL 是IntelFPGA 基于OpenCL的异构并行编程环境。

2.     总体流程

总共分两步：

1)      基于Intel SDK提供的OpenCL Offline Complier，编译OpenCL kernel

2)      基于C/C++编译器，编译host 生成目标文件，然后链接编译好的kernel，生成可执行文件

编程模型主要有三部分：

1)      Host应用和host编译器

2)      OpenCL 编写的kernel 和 kernel编译器。Kernel编译器针对不同厂商提供的FPGA加速板卡生成对应的FPGA镜像。

3)      Custom Platform，FPGA加速板卡和对应的OpenCL库，FPGA综合工具。

SDK user-created item：加速应用开发程序员

Board developer ：FPGA加速板卡开发公司

Intel-supplied tool or design：IntelSDK

Third party supplied or open source tool：第三方或开源c/c++编译器，如gcc

Tool-generated item：host可执行文件和kernel的FPGA镜像

3.     Kernel编译流程

整体编译，直接生成FPGA镜像.aocx和report。

命令：aoc xxx.cl

*.aoco 是一个中间文件，包含后续编译步骤所需信息

*.aocx 是一个可执行文件，FPGA镜像

report.html 提供FPGA资源分析和代码性能分析。

整体编译一般需要耗费数个小时，如果在开发过程中需要迭代优化kernel的性能，不推荐这种开发模式。下面讲述分步骤编译

总共分5个步骤：

1)      Emulation

验证kernel功能的正确性，Linux平台提供debug手段。

命令：aoc-march=emulator .cl

2)      Intermediate compilation

检查语法错误，生成*.aoco文件

命令：aoc -c .cl[-report]

3)      Review HTML Report

根据report判断kernel性能是否达到预期，同时可根据report结果确定提升kernel性能方向，定位bottleneck。

/reports/report.html

命令：firefox report.html

4)      Profiling

在编译器转换生成的verilog code中嵌入性能统计计数器。在执行过程中可通过Intel FPGA Dynamic Profiler动态观察kernel性能。可以类比Signal Tap。

命令：aoc -profile.cl [-fast-complie]

5)      Full deployment

经过数次迭代开发，当kernel性能满足需求时，可最终编译生成.aocx文件。完成开发。

命令：aoc .cl

 

参考文献：

https://www.altera.com/content/dam/altera-www/global/en_US/pdfs/literature/hb/opencl-sdk/aocl_programming_guide.pdf