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1
MPSoCのPLの性能について
小野
2
MPSoCとZYNQのリソース比較
● MPSoC
– U2EG ~ ZU19EG
– 10万ロジックセル ~ 104万ロジックセル
– DSPスライス 240 ~ 3528
– Block RAM+UltraRAM 5.3Mb ~ 70.6Mb
● ZYNQ
– 2.8万ロジックセル ~ 44万ロジックセル
– DSPスライス 80 ~ 2020
– Block RAM 1.92Mb ~ 25.6Mb
3
Vivado HLSでMPSoCとZYNQの
PL性能を比較する
● AXI4 Stream版のラプラシアンフィルタ処理を
C言語実装
● Vivado HLSで合成して動作周波数を調べる
● MPSoCとZYNQの最大動作周波数の違いを比べ
る
4
ラプラシアンフィルタの
C++ソースコード
● AXI4 Stream入出力
● Xilinx社のビデオDMA用IPのAXI VDMA用の
AXI4 Streamプロトコルを実装
– userが1の時に画像フレームがスタート
– 水平掃引の最後のデータと同時にlastが1になる
● 最高?の性能が出るように最適化されている
(はず。。。)
● ZynqとMPSoCは全く同じC++ソースコードを
使用
5
Zynq(ZYBO)の性能
● Digilent社のZYBOボード
● Zynq-7010 xc7z010clg400-1
● 800 x 600のSVGA画像のラプラシアンフィルタ
処理
● 限界は6.88 ns、145MHz
6
MPSoCの性能
● xczu9eg-ffvb1156-i-EVAL
● 800 x 600のSVGA画像のラプラシアンフィルタ
処理
● 限界は、4.53 ns、221MHz
● 221MHz/145MHz = 1.52倍 MPSoCの方が性能
が良い
● メインループのパイプライン段数
– Zynq ー 13段
– MPSoC ー 12段
7
ZynqとMPSoCの性能を比較
(Vivadoでインプリメント)
● Vivado HLSで作製したAXI4 Stream版のラプラ
シアンフィルタをVivadoでインプリメント
● Vivado HLSで設定した動作周波数で動作する
か?を確かめた
8
ラプラシアンフィルタ回路
(Zynq)
9
インプリメント結果
(Zynq)
● タイミング制約
– create_clock -period 6.800 -name axi_clk
-waveform {0.000 3.400} [get_ports AXI_aclk]
– 動作周波数147MHz
● インプリメント結果
– 余裕を換算すると149MHz
10
ラプラシアンフィルタ回路
(MPSoC)
11
インプリメント結果
● タイミング制約
– create_clock -period 3.000 -name axi_clk
-waveform {0.000 1.500} [get_ports AXI_aclk]
– 333MHz
● インプリメント結果 
– 333MHzではわずかに届かなかったが330MHzでは
大丈夫そう
12
ZynqとMPSoC のVivado HLSのIP
を使用した性能比較
● Vivado HLSの予測動作周波数比較
– Zynq:145MHz、 MPSoC:221MHz
– MPSoC/Zynq = 1.52倍
● Vivadoでのインプリメント結果の動作周波数の
比較
– Zynq:149MHz、 MPSoC:330MHz
– MPSoC/Zynq = 2.21倍

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