ROS2-FOrEST-JP

ROS2-FOrESTの日本語版ドキュメントです。

著者

• 著者: Daniel Pinheiro Leal (University of Toronto), Midori Sugaya (Shibaura Institute of Technology), Hideharu Amano (Keio University), Takeshi Ohkawa (Tokai University)
• 連絡先: daniel.leal_at_mail.utoronto.ca and ohkawa.takeshi_at_tokai.ac.jp (Replace at with @)
• 日本語ドキュメント作成: 森隼人（東海大学）

ROS2-FOrEST

FOrEST（FPGA-Oriented Easy Synthesizer Tool）は、HLSで生成されたFPGAロジックをROS2システムに簡単かつシームレスに統合できるツールです。これを使用して、多用途で堅牢な実世界のロボットアプリケーションを高速化することが出来ます。

FOrESTが生成するROS2-FPGAノードの図は以下の通りです。FOrESTは、ROS2とFPGAの間で通信するためのPYNQドライバを自動生成し、FPGAロジックをROS2パッケージに包含するために必要な全てのファイルを生成して構築します。これにより、FPGA SoCのPS部で動作する他のROS2ノード、あるいはネットワークを介してFPGA SoCのPS部と通信する分散ROS2ノードに用意にアクセスする事が出来るようになります。

動作環境

PYNQ

FOrESTはPYNQ version 2.5上で動作します。

Python

Python 3.6での動作を確認しています。

必要なPythonパッケージ

FOrESTにはjinja2のパッケージが必要です。以下のコマンドでインストールが出来ます。

pip3 install numpy jinja2

ROS2

ROS2 Eloquentが必要です。ROS2ドキュメントのソースからビルドすることも出来ますが、FOrESTの著者である大川氏のQiita記事にてaptコマンドを使ったインストール方法が紹介されています。

Vivado

Vivado 2019.1とVivado HLS 2019.1で設計したFPGAロジックでの動作を確認しています。

インストール

PYNQ2.5とROS2 Eloquentをインストールした後、Githubリポジトリのクローンを作成してFOrESTツールをインストールします。

git clone https://github.com/ros2-forest/forest.git

使用方法

python3 forest.py [-h] [-t] [-g -i ninputs -o noutputs]

-h or --help: スクリプトの使用方法を表示します。

-t or --test: ROS2-FPGAノードと共に動作確認用のシンプルなTalkerノードとListenerノードを生成します。

-g or --genconfig: スクリプトが使用する設定ファイルのテンプレートを生成します。

-i or --ninputs: 使用する入力信号の数

-o or --noutputs: 使用する出力信号の数

出版物

FOrESTを使用または修正する場合は、このGitHubリポジトリおよび関連出版物を引用してください。

• [1] - D. Pinheiro Leal, M. Sugaya, H. Amano, T. Ohkawa "Automated Integration of High-Level Synthesis FPGA Modules with ROS2 Systems", International Conference on Field Programmable Technology (FPT), 2020.
• [2] - D. Pinheiro Leal, M. Sugaya, H. Amano, T. Ohkawa "FPGA Acceleration of ROS2-Based Reinforcement Learning Agents", CANDAR'20 - 8th International Workshop on Computer Systems and Architectures (CSA'20), 2020.