跳到正文
林欢

林欢

集成电路与体系结构 · CGRA 编译映射 / FPGA 时序优化 / 推理性能建模

林欢的照片

复旦大学集成电路与微纳电子创新学院硕士在读,本科毕业于复旦大学物理学系。

研究方向是可重构架构的编译与映射:CGRA 的统一编译框架、路由反馈驱动的 DFG 变换, 以及把这套方法延伸到 FPGA 后布线时序收敛。近期也在做大模型推理的分析式性能建模。

工程上偏好把重复的分析与验证流程固化成工具——PACT 是这个思路在时序优化上的产物, GPROXY 是它在服务端的另一个例子。

huan@lin.pubGitHub微信 lh860598

并行进程

  • 基于 LLVM 的 HLS 递归函数消除插件2022.12–2023.3
  • 空间型 / 时间型 CGRA 统一编译与映射框架2024.9–至今
  • GPROXY:Rust 多协议 LLM API 网关2026.1–至今
  • PACT:FPGA 后布线时序优化 Agent2026.3–2026.6
  • 艾捷科芯 · 可重构矢量计算单元与 Runtime 适配2026.3–2026.6
  • 面向 PQC 的 CGRA 架构与编译工具链2026.6–至今
  • 华为 · 昇腾大模型推理分析式性能估算工具2026.7–2026.10

论文成果

1

项目

GPROXY作者 · 维护者

2026-01 – 至今

Rust 编写的多协议 LLM API 网关,兼容 OpenAI / Anthropic / Gemini

RustAxumTokioSeaORMWASM

仓库

PACT第一作者

2026-03 – 2026-06

以 DCP 为状态的 FPGA 后布线时序优化 Agent

PythonVivadoRapidWrightLLM Agent

仓库

科研经历

PACT:FPGA 后布线时序优化 AgentFPT 2026 接收 · 第一作者

2026.3–2026.6
  • 以 DCP 为优化状态,根据关键时序路径、路由延迟、拥塞和高扇出等物理设计证据规划局部 ECO,并通过合法性与时序结果验证,支持执行、回滚与记录。
  • 封装 Vivado/RapidWright 结构化操作,覆盖关键网络重布线、驱动复制、局部重布局、逻辑重构、区域约束与全局 fallback;仅接受合法候选。
  • 在 35 个 UltraScale+ 后布线 DCP 上实现验证通过的 Fmax 几何平均提升 22.30%,优于 DATuner 的 15.14% 和通用 Codex Agent 的 9.78%;相较 DATuner 平均加速 6.4×,平均每个 DCP 成本 0.16 美元,为通用 Codex Agent 的 1/24.5。

面向 PQC 的 CGRA 架构与编译工具链

2026.6–至今
  • 在同一可重构 CGRA 上加速三种国密后量子 KEM(Aigis-1024、PolarLAC-256、Scloud+-256):基于逐函数周期剖析完成软硬件划分,将 26 个 C 内核映射为 75 套 CGRA 配置,覆盖 NTT、多项式乘、矩阵乘与打包。
  • 面向 KEM 优化阵列与运行时:NTT 七级全程常驻片上存储(Aigis 解封装 252k → 130k 周期)、任务链整体提交硬件队列、共享 Keccak 单元;Scloud+ 的 1184×1184 矩阵逐行生成即用,免去 2.8 MB 存储,单请求 CPU 开销由约 3 亿周期降至 50 万以内;8 上下文交错调度 CPU 与加速器。
  • 完整 SoC(Rocket CPU + 8×32 CGRA)周期精确 RTL 仿真下,三种算法的密钥生成、封装、解封装全部达到单引擎验收指标(Aigis 5000 / PolarLAC 4000 / Scloud+ 1000 ops/s),其中解封装分别为 5583 / 4289 / 1025 ops/s,输出与官方参考实现逐字节一致。
  • 40 nm LP 工艺综合(布局前):通过切断关键路径将频率由 346 MHz 提升至 499.75 MHz,时钟门控等手段将阵列功耗由 2.53 W 降至 0.89 W;CGRA 面积 16.3 mm²,较三套专用 HLS ASIC 合计 21.0 mm² 小约 22%。

空间型 / 时间型 CGRA 统一编译与映射框架

2024.9–至今
  • 将既有空间型 CGRA 扩展为多上下文时间型架构,同步改造 LLVM 编译器、硬件生成器与映射器,并设计配置 / 缓存寄存器的时空复用机制。
  • 发现计算与 I/O 节点数量相同的功能等价 DFG,仍可能因连接结构不同表现出明显的吞吐差异。
  • 基于布局、调度与路由结果构建映射驱动的编译优化,将路由冲突与拥塞反馈映射回 DFG,自动选择语义保持图变换以降低 II、提升映射成功率。

基于 LLVM 的 HLS 递归函数消除插件

2022.12–2023.3
  • 基于 LLVM 开发源码到源码转换插件,将直接递归函数展平为非递归迭代结构,兼容 Bambu HLS。
  • 采用模块化设计,为间接递归和复杂调用图扩展保留接口;完成原型验证。

实习经历

昇腾大模型推理分析式性能估算工具华为

2026.7–2026.10
  • 熟悉组内原有性能分析框架并完成基准测试;针对其耦合度高、难以维护的问题,主导新一代分析式估算框架开发,先以 DeepSeek V4-Pro 打通完整链路,再扩展到多个主流大模型族,结果与原框架对齐。
  • 根据模型 Datasheet 与行为描述完成模型配置、算子特征及执行行为的适配与校准;新增 DDR/SSD 二级缓冲性能与容量估算、并发推理、前缀缓存与专家权重卸载等场景,结合 Prefill / Decode 分析 TTFT、TPOT、显存及吞吐变化。
  • 补充可视化界面与离线部署能力,支撑组内方案比较与容量估算;实习导师综合评价「优秀」。

可重构矢量计算单元与 Runtime 适配艾捷科芯

2026.3–2026.6
  • 基于内部特殊函数计算 IP 设计可编程矢量计算单元,将 CGRA 中的可配置路由与配置寄存器机制迁移至矢量数据通路,实现多类特殊函数计算的运行时配置与复用。
  • 配合完成 NPU Runtime 接入与指令接口适配,补充指令定义、调用约束及验证用例,并将重复调试流程封装为 LLM Skill 辅助联调。

奖项

Top 4 / 66FPL 2026 Optimization Contest

2026
  • FPGA 后布线优化赛道最终成绩 Top 4/66,获得赛事奖金。
  • 在 7 个 Benchmark 上均取得正向 Fmax 提升,平均提升 56.1 MHz,最高提升 85.4 MHz。

学术活动

PACT 论文报告FPT 2026

2026
  • 在 FPT 2026 报告 PACT;论文主页汇总方法、35 个设计的逐项结果、报告幻灯片与可复现 Artifact。

教育经历

集成电路与微纳电子创新学院 · 电子信息 · 硕士复旦大学

2024.9–2027.6

物理学系 · 物理学 · 学士复旦大学

2018.9–2023.6

技能

数字设计与体系结构
Verilog、Chisel;具备 RTL 设计与模块验证经验,了解 RISC-V、NPU、FPGA 和 CGRA 架构,能够分析 PE、片上存储、NoC、计算并行度与带宽约束。
编译器
C/C++、LLVM;熟悉 DFG 提取与变换、空间型与时间型 CGRA 编译映射、调度与布局布线,以及指令和 Runtime 接口适配。
EDA
Design Compiler、Vivado、RapidWright、VTR/VPR、Bambu HLS;具备 RTL 综合、SDC 约束、时序与面积报告分析、后布线时序优化、局部 ECO 和自动化流程开发经验。
软件开发
Python、Rust、Linux、Git、Docker;具备异步服务、REST API、流式数据处理、数据库访问和多协议接口适配经验,熟悉 Axum、Tokio 的应用;有丰富的文档编写经验。
英语
CET-6 (522)