Les capacités de reconfiguration des FPGA offrent aux concepteurs une grande souplesse en termes de maintenabilité du matériel. Les FPGA peuvent modifier les fonctionnalités matérielles qui leur sont attribuées en mettant l'application hors ligne, en téléchargeant une nouvelle configuration sur le FPGA (et éventuellement un nouveau logiciel pour le processeur, le cas échéant) et en redémarrant le système. Dans ce cas, la reconfiguration est un processus indépendant de l'exécution de l'application. Une approche différente est celle qui considère la reconfiguration du FPGA comme faisant partie de l'application elle-même, lui donnant la capacité d'adapter le matériel configuré sur les ressources de la puce en fonction des besoins d'une situation particulière pendant le temps d'exécution. Dans ce cas, nous parlons de reconfiguration dynamique et le processus de reconfiguration est considéré comme faisant partie de l'exécution de l'application, et non comme une étape préalable. Ce module illustre une technique particulière, qui prolonge les deux précédentes et qui est viable pour la plupart des dispositifs FPGA récents, la reconfiguration dynamique partielle. Pour bien comprendre cette technique, il faut analyser les concepts de l'informatique reconfigurable, de la reconfiguration statique et dynamique, ainsi que la taxonomie de la reconfiguration dynamique elle-même. De cette manière, la reconfiguration dynamique partielle peut être correctement placée dans l'ensemble des techniques de développement de systèmes qu'il est possible de mettre en œuvre sur une puce FPGA moderne.

Après avoir présenté les différentes solutions proposées pour concevoir et mettre en œuvre des systèmes reconfigurables dynamiques, ce module décrira une méthodologie de conception générale et complète qui peut être suivie comme ligne directrice pour la conception de systèmes informatiques reconfigurables. Pour concevoir et mettre en œuvre un système informatique reconfigurable, les concepteurs ont besoin d'outils de conception assistée par ordinateur (CAO) pour la conception et la mise en œuvre du système, tels qu'un outil d'analyse de la conception pour la conception de l'architecture, un outil de synthèse pour la construction du matériel, un simulateur pour la simulation du comportement du matériel et un outil de placement et de routage pour la disposition des circuits. Nous pouvons construire ces outils nous-mêmes ou utiliser des outils et des plateformes commerciales pour la conception de systèmes reconfigurables. Le premier choix implique un investissement considérable en termes de temps et d'efforts pour construire une solution spécifique et optimisée pour le problème donné, tandis que le second permet de réutiliser les connaissances, les noyaux et les logiciels pour parvenir plus rapidement à une bonne solution au même problème. Ce module guide les étudiants à travers une vue historique de la façon dont les cadres de CAO ont évolué au fil des ans. Ceci est fait pour montrer la rapidité avec laquelle la technologie évolue et le raisonnement derrière le choix fait pour améliorer l'expérience de l'utilisateur lorsqu'il travaille avec un système basé sur un FPGA. Ce ne sont pas seulement les outils commerciaux qui sont décrits, mais aussi le parcours personnel de l'instructeur du cours et de son équipe de recherche, depuis ses débuts en tant que doctorant jusqu'aux défis de recherche sur lesquels ils travaillent aujourd'hui.

Nous travaillons à la pointe de la recherche dans le domaine de l'informatique reconfigurable. Les technologies FPGA ne sont pas seulement utilisées comme des solutions/plateformes autonomes, mais sont désormais incluses dans les infrastructures en nuage. Elles sont désormais utilisées à la fois pour accélérer les calculs de l'infrastructure/du backend et exposées en tant que service pouvant être utilisé par n'importe qui. Dans ce contexte, nous sommes confrontés à la définition de nouvelles opportunités de recherche et d'amélioration des technologies, et le moment ne peut être mieux choisi dans cette perspective. Ce dont nous avons besoin aujourd'hui, c'est de nouveaux outils de création de plateformes, d'infrastructures de surveillance et de profilage, de meilleurs systèmes de gestion de l'exécution, de partitionnement statique et dynamique de la charge de travail, pour ne citer que quelques domaines de recherche possibles. Ce module conclut ce cours mais pose des questions intéressantes vers des directions de recherche futures possibles qui peuvent également orienter les étudiants vers d'autres cours Coursera sur les FPGA.