칩스앤미디어, 멘토 Catapult HLS 이용해 딥 러닝 하드웨어 가속기 IP 구현 기간 절반으로 단축
칩스앤미디어, 멘토 Catapult High-Level Synthesis (HLS) Platform을 도입하여 자사 최초의 컴퓨터 비전 IP 구현
칩스앤미디어, Catapult HLS를 사용하여 블록 설계/검증 시간을 절반으로 단축하고 중요한 FPGA 데모 시스템을 사용 가능해져
Catapult HLS 방법론 통해 다수의 아키텍처를 모색하고 심층 신경망 가속기를 최적으로 구현하는 방법 찾아내
칩스앤미디어 딥러닝 객체 인식 IP의 설계와 검증
칩스앤미디어는 차별화된 머신러닝 IP를 고객에게 신속하게 제공하기 위해 기능 검증 시간, 타이밍 클로저, 설계 및 아키텍처 최적화를 앞당김으로써 생산성을 극적으로 높여야 했다. 이를 통해 머신러닝 알고리즘과 아키텍처의 연구개발에 더 많은 시간을 투자할 수 있기 때문이다. 이러한 목표를 달성하기 위해 수작업으로 코딩하던 기존의 RTL(register transfer level) 플로우에서 벗어나 Catapult HLS Platform을 채택함으로써 알고리즘과 테스트벤치를 C 언어로 코딩했다. HLS 설계 및 검증 팀은 동일한 프로젝트에 RTL 플로우를 이용한 팀보다 프로젝트 기간을 절반으로 단축했다.
칩스앤미디어 최고기술책임자(CTO)인 전민용 상무는 “특히 추론을 겨냥한 장치에서 DNN 가속 문제를 해결하기 위해서는 개발된 신경망 알고리즘을 전력, 성능 및 면적(PPA)에 집중해 고도로 최적화된 하드웨어 아키텍쳐를 확보하는 것이 열쇠라고 생각한다. 자사는 멘토 HLS를 활용하여 이를 매우 효율적으로 해낼 수 있었다”며 “우리의 프로젝트는 매우 성공적이었다. 향후 프로젝트에도 Catapult를 이용한 HLS 플로우를 채택할 계획이다”고 말했다.
DNN 기반 컴퓨터 비전 프로세싱의 특징 중에는 곱셈/덧셈/누적 연산의 반복적인 계산이 포함되며, 대량의 데이터 이동이 신경망 층을 통해 이루어진다. DNN은 TensorFlow또는 Caffe와 같은 프레임워크 상에서 개발되며, 이어서 해당 알고리즘을 C 모델에서 캡처할 수 있다. 칩스앤미디어는 이 알고리즘 C 모델을 합성 가능한 C 코드로 개선하고, Catapult HLS Platform을 이용해 다양한 아키텍처를 신속하게 모색하고 RTL로 합성함으로써 이러한 유형의 디자인에 최적화된 솔루션을 찾아냈다.
멘토의 디지털 설계 및 구현 솔루션 부문 제너럴 매니저인 바드루 아가왈라(Badru Agarwala)는 “급격한 시장변화가 일어나고 있는 여러 애플리케이션 분야에서 Catapult HLS는 성공에 요구되는 수준의 생산성을 달성할 수 있는 유일한 방법으로서 채택되는 추세”라며 “멘토는 Chips&Media가 HLS로 원활하게 전환할 수 있도록 긴밀하게 협력해왔다. 그 결과 Chips&Media는 하드웨어 RTL구현 및 디버깅 세부사항이 아니라 자신들의 전문기술 분야인 알고리즘/아키텍처 설계에 집중할 수 있었으며, 자신들의 아이디어를 훨씬 더 신속하게 시장에 제공할 수 있었다”고 말했다.
보다 상세한 내용은 세부적 사례 연구인 칩스앤미디어(Chips&Media): 딥러닝 객체 검출 IP의 설계 및 검증(Chips&Media: Design and Verification of Deep Learning Object Detection IP)에서 확인할 수 있다.
멘토의 Catapult HLS Platform 개요
Catapult High-Level Synthesis (HLS) Platform은 디자이너들이 업계 표준인 ANSI C/C++와 SystemC를 이용해 기능적 의도를 기술하고 보다 생산적인 추상화 단계로 올라갈 수 있는 역량을 부여한다. Catapult 플랫폼은 이러한 고급 기술 방법을 통해 생산 품질수준의 RTL을 신속하게 생성한다. Catapult Platform은 합성 기능과 정형화된 C 속성 점검 기능의 조합을 통해 C/C++/SystemC 레벨 초기에 버그를 발견해내며, 합성 작업으로 들어가기 전에 알고리즘 소스를 포괄적으로 검증한다. 고도의 대화형 Catapult 워크플로우는 합성 프로세스에 대해 완전한 가시성과 통제력을 제공하므로 디자이너는 최상의 전력, 성능 및 면적 구현에 신속하게 집중할 수 있다. Catapult의 첨단 전력 최적화 기능은 동적 전력 소비도 자동적으로 크게 줄여준다.
멘토, 지멘스비즈니스 개요
멘토, 지멘스 비즈니스는 전자 하드웨어 및 소프트웨어 설계 솔루션 부문의 세계적인 선두 기업으로서, 세계 시장에서 가장 성공적인 전자, 반도체 및 시스템 업체들에게 제품, 컨설팅 서비스 및 수상경력에 빛나는 지원 서비스를 제공하고 있다. 사업본부는 미국 오레곤주 윌슨빌 남서부 보크먼 로드, 8005 (97070-7777)에 위치해 있다.
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