KIP publications

 
year 2018
author(s) Richard Boell
title Visualization of Mapping and Routing of the BrainScaleS System
KIP-Nummer HD-KIP 18-92
KIP-Gruppe(n) F9
document type Bachelorarbeit
Abstract (de)

Um neuronale Netzwerke auf dem neuromorphen BrainScaleS System nachzubilden, muss das biologische Netzwerk zunächst in eine entsprechende Hardwarekonfiguration übersetzt werden. Die Möglichkeit, diesen Konfigurationsprozess und insbesondere den map-and-route Schritt zu visualisieren, ist sowohl für die Untersuchung der Software auf Fehler, als auch die Inbetriebnahme des Systems wichtig. Zusätzlich ist die Visualisierung von dynamischen Eigenschaften wie die Verwendung der Hardware oder Spike-Raten für die System-Überwachung von Vorteil.

Diese Arbeit realisiert eine interaktive, browserbasierte Visualisierung einzelner Wafer des BrainScaleS Systems, die ein tief gehendes Verständnis von Netzwerk Konfigurationen ermöglicht. Eine farbkodierte Übersicht verschafft einen intuitiven Einblick in die Verwendung verschiedener Wafer Komponenten. Routen können außerdem im Detail verfolgt und untersucht werden. Die Software wurde gezielt wartungsfreundlich gestaltet und ist einfach zu erweitern. Aufgrund der großen Anzahl an Elementen auf einem Wafer müssen die Detailstufe und Zeichenmethode sorgfältig erwogen werden. In einem Benchmark-Test werden verschiedene Methoden zum Zeichnen von Elementen untersucht und Schlussfolgerungen über mögliche Leistungssteigerungen gezogen.

Die vorgestellte Software bildet die Grundlage für eine anpassungsfähige und vielseitige Visualisierung des BrainScaleS Systems.

Abstract (en)

To emulate neural networks on the BrainScaleS neuromorphic wafer-scale system, the biological network first needs to be translated into a corresponding hardware configuration. The ability to visualize this configuration process and particularly the map-and-route step is important for software debugging as well as commissioning of the system. Additionally, experiment monitoring benefits from visualization of dynamic properties such as hardware usage and spike rates.

This thesis implements an interactive browser-based visualization of individual BrainScaleS wafers that allows a deep understanding of network configurations. The visualization provides an intuitive overview of the utilization of different parts of a wafer by implementing colormaps. Further, routing across the wafer can be studied in detail. The software is designed to be highly maintainable and easily extendible. Due to the large number of elements on a wafer, careful considerations about the level of detail and the method of drawing are inevitable. In a benchmark, drawing methods are examined and conclusions about further improvement in terms of performance are drawn.

The software presents the foundation for an adaptable and versatile visualization of the BrainScaleS system.

bibtex
@mastersthesis{RBoellWaferVisu,
  author   = {Richard Boell},
  title    = {Visualization of Mapping and Routing of the BrainScaleS System},
  school   = {Universit\"at Heidelberg},
  year     = {2018},
  type     = {Bachelorarbeit}
}
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