amazon f1インスタンスについて

Question

amazonの提供するf1インスタンスを利用しようとしています。
aws-fpgaのhello_worldのプログラムの実行はできたので、verilogで書いた自作のFPGAプログラムを動かしてみようと思っています。

流れとしてはvivadoで作成したdcpからAFIを作成してf1インスタンス上でそれをロードするという感じだとは思うのですが、サンプルのコードを見てもどうやってそれを実現しているのかが分かりませんでした。

また、実現しようと思っている全体概要は
①ホストPCからFPGAにデータ(64bit)を渡す
②FPGA内部で計算
③結果(3bit)をホストPCに返す
という感じです。

そのためにCPUとFPGA間でデータの送受信を行う必要があるのですが、そこもどうやって行うかが分かりません。f1インスタンスの説明では簡単に可能であるという風に書かれていました；；

f1インスタンスを扱った記事も読んだのですが、サンプルを動かしてみましたといったものばかりであまり参考になりませんでした。

Answer 1

AWSのF1インスタンスについて、サンプル動かしました以上の情報が少ないのは確かと思います。
複雑に思えるのはいくつか理由があります。
AWSのF1インスタンスは、Linuxが走るPCにPCIe経由でFPGAボードが刺さったものと思えばよいです。
CPUからFPGAに何らかのデータを与えて処理させて、結果をCPUから読み取るとすると

当然FPGAの知識に加えてLinux上のソフトウェアの知識、ローレベルに近いレイヤの知識
（Xilinx社のxdmaというIPでPCIeを実現しています）が必要になるからです。

英語ですが開発者フォーラムを参考に挙げておきます。
https://forums.aws.amazon.com/forum.jspa?forumID=243&start=0

Answer 2

私も勉強始めたばかりなので、具体的な手順を示すことはできないのですが、
PCIでつなぐあたりは、Amazon 提供の部分に含まれています。
ユーザのコードはkernelから生えているAXIにslaveとしてつなぎます。

という感じの説明が、Amazon / Xilinx のyoutubeのビデオで説明されています。
https://www.youtube.com/results?search_query=Developing+on+AWS+F1+with+SDAccel+and+RTL+Kernels+
で出てくるvideoのどれかのような気がします。X86側のソフトから見ると、memory mapされたIOに見えるはずです。

AXIのslaveとしてつなぐ方法っぽい部分は、VivadoのC合成のフローを分析するとわかります。
slaveのモジュールを作ると、AXIのマスタ側につなぐ仮想的なprocessorのdriver code等が生成されます。
slave moduleをRTLで作るときは、C合成のフローで作るmoduleの外郭を利用して中身を自分で書いたものにして実験するのが、楽です。

F1の場合は、PCIがAXIのマスタになっているはずで、PCIのMACアドレスみたいなものは交換不可能になっていて、そのアドレスを確認することで、勝手にAFIをコピーして使うのを防いでいる　というコメントがどこかのビデオにありました。