眾所周知，Xilinx公司是FPGA芯片廠商的領導者，如今已經成立了30個年頭，為我們電子開發者提供了很多優秀的迭代產品，同時不斷優化的FPGA開發工具軟件。但是隨著互聯網時代的到來，FPGA的可擴展、高性能等優勢使其可以在多領域大展身手，例如Intel、 百度等商業巨頭都開始著手使用FPGA作為他們的數據中心，利用FPGA實現一些深度學習、人工神經網絡算法等。

六年前Xilinx便開始了一項打破傳統FPGA開發流程的研究項目，使軟件開發的一套流程能夠移植到FPGA開發上來，現在SDAccel開發環境終于與大家見面了。做為Xilinx SDx生態系統中的一員，SDAccel是首個面向OpenCL、C和C++進行架構優化的編譯器，能夠讓開發者在FPGA上實現類似CPU/GPU的開發體驗，例如編譯、調試和優化等，例如其實現的FPGA數據中心加速服務相比CPU/GPU單位功耗性能提升了25倍，時延則縮短了50到70倍。

Xilinx推出SDAccel：打破傳統
下面的百度公司在2014年熱門芯片研討會上公布的一份調查結果顯示：

中端 FPGA能夠實現375 GFLOPS 的性能，功耗僅為10-20W。

基于FPGA 的加速器可部署在所有類型的服務器中。

和 CPU 和 GPU 相比， FPGA 在深度神經網絡（DNN）預測系統中性能更加出色。DNN 系統用于語言識別、圖像搜索、OCR、面部識別、網頁搜索以及自然語言處理等各種不同應用。

傳統的FPGA開發設計使用Verilog語言實現RTL設計，這種開發設計周期長、一些算法的verilog實現相比軟件編程語言更加的晦澀難懂，而借助一些軟件庫可以輕松實現我們的想法，加快產品的研發周期，SDAccel開發環境讓沒有FPGA開發經驗的軟件工程師也能夠受益于FPGA平臺的優勢。

SDAccel FPGA軟開發三步走

圖1 SDAccel開發環境

編譯：
軟件開發過程中編譯代碼是第一階段，而且代碼的編譯結果與CPU/GPU資源的使用規則一般都是固定的，程序開發人員只需要關心算法的具體實現就可以了。而FPGA的編譯過程則是一大難題：編譯結果怎么在FPGA的可編程邏輯資源中實現以及FPGA程序代碼的存儲方式等問題。
SDAccel解決了這些問題，它能夠識別選定FPGA型號的邏輯資源和內部存儲結構類型，編譯器能夠在不同狀態之間提取并行語句，使用基于陣列讀寫方式的自動內存結構，完成整個FPGA代碼的編譯過程。

調試：
在軟件開發過程中，完成編譯過程并不代表應用程序開發正確，我們還需要在目標硬件上進行不斷的調試，發現問題改正錯誤，軟件的調試是一個非常容易理解的問題，但是FPGA得調試卻是另一回事，為了能夠實現FPGA的調試功能，SDAccel引用了軟件調試中經常使用的printf和GBD。

Printf的FPGA實現會浪費一些邏輯資源，這些資源本可以用于實現一些算法功能的，但是這里SDAccel做了一些改進優化，將printf的數據生成與解碼顯現分離開來，從硬件角度來看，生成printf數據只需要消耗非常少的邏輯資源，數據解碼顯示則完全有上位機完成，這樣實現printf功能幾乎對FPGA邏輯資源是零損耗。

程序開發人員可以使用SDAccel的仿真模式進入在線仿真功能，可以像軟件調試一樣設置斷點、單步調試等操作。

優化：
FPGA應用的優化準則與CPU上的優化準則是一樣的，只是實現方法不同，CPU上的優化是要關注處理的緩存大小和運算單元數量，而FPGA上的應用優化則關心所選器件型號的邏輯資源和運行時的性能。

總結展望
Xilinx推出的SDAccel讓我們看到FPGA開發新的形式，可以讓我們像軟件一樣完成FPGA應用的開發，同樣的編譯、調試、優化改進操作流程。Xilinx近年來的不斷創新帶來了一些業界傳統變革，如最近提出的All Programmable 概念、SDx開發生態系統，同時它也不再是傳統的可編程邏輯公司。這些創新不僅讓FPGA應用到更多的領域，也預示著一個新的時代的到來——軟件定義時代，我們能做的只有不斷學習，緊追時代腳步。