Xilinx FPGA AI开发工具 AIE(7)—理解Runtime Ratio

在描述graph的.h文件中，我们需用对每个kernel设置runtime ratio，如下图所示代码第26行和第27行。通常这个值介于0和1之间，表征了相应kernel占用的单个AIE处理时间的百分比。例如，runtime ratio为0.2，意味着这个kernel占用了单个AIE 20%的处理时间。根据每个kernel的runtime ratio，工具会将一个或多个kernel映射到一个AIE上。

如何计算Runtime ratio？

对于指定kernel，runtime ratio可由下述公式计算：

runtime ratio = 运行kernel所需周期数 / 预算周期数     

其中预算周期数可表示为：

预算周期数 = 一次迭代处理的数据量×（AIE时钟频率 / 输入数据采样率） 

例如，一次迭代需用处理128个数据，输入数据采样率为245.76MHz，AIE时钟频率为1GHz，那么可得预算周期数为128*(1000/245.76) = 520。

Runtime ratio对性能和资源的影响

在AIE系列文章之《AIE(2)—理解AIE编程中的graph》（AIE(2)—理解AIE编程中的graph）中，我们可以看到每个kernel的runtime ratio为0.1，在《AIE(6)—用Vitis Analyzer查看AIE编译结果》（AIE(6)—用Vitis Analyzer查看AIE编译结果）这篇文章中，我们可以看到这两个kernel运行在同一个AIE上AIE tile[25,0]，故这两个kernel是顺序执行的。同时，在《AIE(5)—针对AI Engine进行编译》（AIE(5)—针对AI Engine进行编译）这篇文章中，我们可以看到第一次迭代输出的最后一个结果对应的时间点是1235.2ns，同时，第二次迭代第一个输出数据位于1568ns。现在我们把每个kernel的runtime ratio改为0.4，并重新进行编译仿真。从输入报告中可以看到，仍然只消耗了一个AIE Core，如下图所示。

在Vitis Analyzer的graph视图中也可以看到这两个kernel位于同一个AIE上AIE tile[25,0]。

接下来，我们将每个kernel的runtime ratio均改为0.6，重新进行编译仿真。从编译输出结果看，此时会使用两个AIE Core，分别位于AIE tile[24,0]和AIE tile[25,0]，如下图所示。进一步打开Vitis Analyzer，在graph视图（by tile）中可以看到同样的结果。同时注意到两个kernel之间的buffer由单个buffer变为乒乓buffer（buf1和buf1d）。