Méthodes et outils logiciels pour l'exploration architecturale d'unités reconfigurables embarqués PDF Download
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Author: Damien Picard
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 170
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Book Description
L'augmentation continue de la complexité des applications embarquées et leur évolution rapide exigent des systèmes de plus en plus performants et flexibles. Ainsi, la réalisation de systèmes-sur-puce qui intègrent des architectures reconfigurables est aujourd'hui la norme pour répondre aux besoins applicatifs. Cependant, la course à l'innovation des fabricants nécessite une réduction conséquente des délais de mise sur le marché du produit et une forte productivité des concepteurs. Pour permettre une exploration rapide et efficace du vaste espace de conception des architectures reconfigurables, le concepteur a besoin de méthodes et d'outils pour : (1) évaluer les variantes architecturales suivant différentes métriques (e.g. temps de configuration, nombre de ressources, etc.) ; (2) programmer rapidement et facilement l'unité reconfigurable pour itérer sur plusieurs applications ; (3) valider fonctionnellement une exécution de l'application au niveau système puis par simulation in situ après synthèse. Nos travaux adressent ces trois points par une modélisation à haut-niveau de l'unité reconfigurable qui permet la génération d 'un prototype matériel et la mise à disposition de ses outils applicatifs. Ainsi, nos outils offrent aux concepteurs une capacité de validation précoce de concepts architecturaux en amont d'une réalisation optimale ASIC de l'unité.
Author: Damien Picard
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 170
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Book Description
L'augmentation continue de la complexité des applications embarquées et leur évolution rapide exigent des systèmes de plus en plus performants et flexibles. Ainsi, la réalisation de systèmes-sur-puce qui intègrent des architectures reconfigurables est aujourd'hui la norme pour répondre aux besoins applicatifs. Cependant, la course à l'innovation des fabricants nécessite une réduction conséquente des délais de mise sur le marché du produit et une forte productivité des concepteurs. Pour permettre une exploration rapide et efficace du vaste espace de conception des architectures reconfigurables, le concepteur a besoin de méthodes et d'outils pour : (1) évaluer les variantes architecturales suivant différentes métriques (e.g. temps de configuration, nombre de ressources, etc.) ; (2) programmer rapidement et facilement l'unité reconfigurable pour itérer sur plusieurs applications ; (3) valider fonctionnellement une exécution de l'application au niveau système puis par simulation in situ après synthèse. Nos travaux adressent ces trois points par une modélisation à haut-niveau de l'unité reconfigurable qui permet la génération d 'un prototype matériel et la mise à disposition de ses outils applicatifs. Ainsi, nos outils offrent aux concepteurs une capacité de validation précoce de concepts architecturaux en amont d'une réalisation optimale ASIC de l'unité.
Author: François Nacabal
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Languages : fr
Pages : 230
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Book Description
LES APPLICATIONS COMPLEXES COMME LA TELEPHONIE MOBILE, LA TELEVISION NUMERIQUE OU LA VISIOPHONIE EXIGENT UNE GRANDE PUISSANCE DE CALCUL, MAIS AUSSI UNE FLEXIBILITE ACCRUE POUR SUIVRE L'EVOLUTION DES STANDARDS. L'INTEGRATION DE TELS SYSTEMES SUR UNE SEULE PUCE NECESSITE SOUVENT L'EMBARCATION DE PROCESSEURS DEDIES, DEVANT RESPECTER DES CONTRAINTES DE PERFORMANCE, DE COUT EN SURFACE ET DE FAIBLE CONSOMMATION. LE DEVELOPPEMENT CONJOINT D'UN PROCESSEUR DEDIE ET DU LOGICIEL EMBARQUE FAIT L'OBJET DE CETTE THESE. L'OBJECTIF PRINCIPAL EST DE REDUIRE LE TEMPS DE DEVELOPPEMENT DE L'ENSEMBLE PROCESSEUR-APPLICATION EN SE CONCENTRANT SUR DEUX ASPECTS COMPLEMENTAIRES : LA VALIDATION FONCTIONNELLE A HAUT NIVEAU DE L'APPLICATION DANS SON ENVIRONNEMENT MATERIEL ET L'EXPLORATION DE L'ARCHITECTURE DU PROCESSEUR A PARTIR DE SON JEU D'INSTRUCTIONS. LA VALIDATION FONCTIONNELLE A HAUT-NIVEAU ET EN ENVIRONNEMENT REEL MET EN UVRE LA COSIMULATION DE L'APPLICATION ECRITE EN LANGAGE C AVEC LE RESTE DU SYSTEME MATERIEL, DECRIT EN LANGAGE VHDL. CELLE-CI NE NECESSITE PAS DE MODELE DE SIMULATION DU PROCESSEUR, CONTRAIREMENT A L'APPROCHE CLASSIQUE DE LA CO-SIMULATION AU NIVEAU JEU D'INSTRUCTIONS. A PARTIR D'UN MODELE DE COMMUNICATION CONCU AU LABORATOIRE, UN ENVIRONNEMENT DE CO-SIMULATION C-VHDL A ETE DEVELOPPE AFIN DE PRENDRE EN COMPTE LES CONTRAINTES PROPRES A LA CONCEPTION EN MILIEU INDUSTRIEL, ET A ETE APPLIQUE A UN SYSTEME INTEGRE COMPLEXE, UN VISIOPHONE. L'EXPLORATION ARCHITECTURALE DU PROCESSEUR EST ASSUREE PAR LA RE-CONFIGURATION AUTOMATIQUE D'UN COMPILATEUR MULTI-CIBLE. L'ETUDE SE BASE SUR L'ANALYSE DE STATISTIQUES RECUEILLIES POUR UN GRAND NOMBRE DE VARIATIONS AUTOUR D'UNE ARCHITECTURE ORIGINALE DE DSP, DANS LE BUT D'OPTIMISER CELLE-CI EN TERMES DE TAILLE DE CODE. L'ACCENT EST MIS SUR CERTAINES CARACTERISTIQUES ARCHITECTURALES JUGEES CRITIQUES. COMME LE NOMBRE OU LA REPARTITION DES REGISTRES. UNE APPROCHE ALTERNATIVE, BASEE SUR L'ESTIMATION DE CODE ASSEMBLEUR PRECOMPILE, EST EXPERIMENTEE SUR UN ASPECT PARTICULIER D'UN JEU D'INSTRUCTIONS, L'ENCODAGE DES CHAMPS CONSTANTS. UN OUTIL D'AIDE AU RAFFINEMENT INTERACTIF EST PROPOSE.
Author: François Nacabal
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les applications complexes comme la telephonie mobile, la television numerique ou la visiophonie exigent une grande puissance de calcul, mais aussi une flexibilite accrue pour suivre l'evolution des standards. L'integration de tels systemes sur une seule puce necessite souvent l'embarcation de processeurs dedies, devant respecter des contraintes de performance, de cout en surface et de faible consommation. Le developpement conjoint d'un processeur dedie et du logiciel embarque fait l'objet de cette these. L'objectif principal est de reduire le temps de developpement de l'ensemble processeur-application en se concentrant sur deux aspects complementaires : la validation fonctionnelle a haut niveau de l'application dans son environnement materiel et l'exploration de l'architecture du processeur a partir de son jeu d'instructions. La validation fonctionnelle a haut-niveau et en environnement reel met en uvre la cosimulation de l'application ecrite en langage c avec le reste du systeme materiel, decrit en langage vhdl. Celle-ci ne necessite pas de modele de simulation du processeur, contrairement a l'approche classique de la co-simulation au niveau jeu d'instructions. A partir d'un modele de communication concu au laboratoire, un environnement de co-simulation c-vhdl a ete developpe afin de prendre en compte les contraintes propres a la conception en milieu industriel, et a ete applique a un systeme integre complexe, un visiophone. L'exploration architecturale du processeur est assuree par la re-configuration automatique d'un compilateur multi-cible. L'etude se base sur l'analyse de statistiques recueillies pour un grand nombre de variations autour d'une architecture originale de dsp, dans le but d'optimiser celle-ci en termes de taille de code. L'accent est mis sur certaines caracteristiques architecturales jugees critiques. Comme le nombre ou la repartition des registres. Une approche alternative, basee sur l'estimation de code assembleur precompile, est experimentee sur un aspect particulier d'un jeu d'instructions, l'encodage des champs constants. Un outil d'aide au raffinement interactif est propose.
Author: Lilian Bossuet
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 230
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Book Description
Les travaux présentés dans cette thèse concernent l’exploration de l’espace de conception des architectures reconfigurables pour des applications orientées traitement intensif à partir d'un haut niveau d’abstraction (niveau système). Longtemps les concepteurs de systèmes n’avaient que deux choix de réalisation ; l’utilisation de processeurs et/ou de circuits dédiées (ASIC). Depuis quelques années une troisième possibilité est apparue ; les circuits reconfigurables. Les circuits FPGA sont aujourd’hui les principaux circuits reconfigurables disponibles sur le marché. Si ils ont longtemps été utilisés uniquement pour le prototypage des ASIC, ils sont aujourd’hui en mesure de fournir une solution efficace à la réalisation matérielle d’applications dans de nombreux domaines. Néanmoins, ces circuits souffrent encore d’un certain nombre d’handicaps, entre autres leur granularité fine de traitement et leur réseau dense de routage. Aussi, de nombreux laboratoires académiques et industriels ont mis en place des travaux pour définir de nouveaux concepts d'architectures reconfigurables. Ces nouveaux concepts ont élargi la vision des FPGA, en augmentent la granularité des traitements, en modifiant les topologies et ressources de routages, en augmentant l’hétérogénéité des architectures ainsi que leur hiérarchie. De ce fait, les architectures reconfigurables constituent aujourd’hui une solution efficace pour répondre au challenge des systèmes sur puces. Cependant les architectures reconfigurables dans leur ensemble sont pénalisées par un manque d’outils de conception indispensables à tous les niveaux du flot de conception. Dans ce mémoire, nous proposons une méthode d’exploration de l’espace architecturale de conception afin de converger rapidement vers la définition d'une architecture efficace pour une application donnée. Cette méthode intervient très tôt dans le flot de conception, ainsi dès les premières phases de spécification de l’application, les concepteurs peuvent définir une architecture adaptée pour leurs applications. Notre méthode s’appuie principalement sur l’estimation de la répartition des communications dans l’architecture ainsi que sur le taux d’utilisation des ressources de l’architecture. Ces métriques permettent en effet d’orienter le processus d'exploration afin de minimiser la consommation de puissance de l’architecture puisque cette dernière est directement corélée au deux métriques précédentes. Ces travaux ont conduit au développement d'un outil qui s'inscrit dans un environnement logiciel plus large developpé au LESTER ; Design Trotter. Nous avons appliqué notre méthode d’exploration architecturale à des applications du traitement des images et de la cryptographie. Les résultats obtenus montre que notre méthode permet de converger rapidement vers une architecture efficace en ce qui concerne la consommation de puissance. De plus le concepteur obtient de nombreuses informations sur l’architecture reconfigurable en adéquation avec l’application développée. Enfin, nos travaux nous ont permis de mettre en évidence des styles d’architectures reconfigurables adaptés à des domaines d’applications, tel que le traitement des images ou la cryptographie.
Author: Philippe Coussy
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1402085885
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 307
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This book presents an excellent collection of contributions addressing different aspects of high-level synthesis from both industry and academia. It includes an overview of available EDA tool solutions and their applicability to design problems.
Author: Norbert Streitz
Publisher: Springer
ISBN: 3540727272
Category : Computers
Languages : en
Pages : 314
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This book examines how the computer, as we currently know it, will be replaced by a new generation of technologies, moving computing off the desktop and ultimately integrating it with real world objects and everyday environments. It provides a unique combination of concepts, methods and prototypes of ubiquitous and pervasive computing reflecting the current interest in smart environments and ambient intelligence.
Author: Shuvra S. Bhattacharyya
Publisher: CRC Press
ISBN: 0824757807
Category : Computers
Languages : en
Pages : 280
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Ranging from low-level application and architecture optimizations to high-level modeling and exploration concerns, this authoritative reference compiles essential research on various levels of abstraction appearing in embedded systems and software design. It promotes platform-based design for improved system implementation and modeling and enhanced performance and cost analyses. Domain-Specific Processors relies upon notions of concurrency and parallelism to satisfy performance and cost constraints resulting from increasingly complex applications and architectures and addresses concepts in specification, simulation, and verification in embedded systems and software design.
Author: Nouha Baccour
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3319007742
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 157
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Book Description
This book provides a comprehensive survey on related work for radio link quality estimation, which covers the characteristics of low-power links, the fundamental concepts of link quality estimation in wireless sensor networks, a taxonomy of existing link quality estimators and their performance analysis. It then shows how link quality estimation can be used for designing protocols and mechanisms such as routing and hand-off. The final part is dedicated to radio interference estimation, generation and mitigation.
Author: Joseph Sifakis
Publisher:
ISBN: 9781601986603
Category : Computers
Languages : en
Pages : 84
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Deals with the formalization of the design of mixed hardware/software systems. It advocates rigorous system design as a model-based process leading from requirements to correct implementations and presents the current state of the art in system design, discusses its limitations and identifies possible avenues for overcoming them.
Author: Peter Marwedel
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9400702574
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 400
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Book Description
Until the late 1980s, information processing was associated with large mainframe computers and huge tape drives. During the 1990s, this trend shifted toward information processing with personal computers, or PCs. The trend toward miniaturization continues and in the future the majority of information processing systems will be small mobile computers, many of which will be embedded into larger products and interfaced to the physical environment. Hence, these kinds of systems are called embedded systems. Embedded systems together with their physical environment are called cyber-physical systems. Examples include systems such as transportation and fabrication equipment. It is expected that the total market volume of embedded systems will be significantly larger than that of traditional information processing systems such as PCs and mainframes. Embedded systems share a number of common characteristics. For example, they must be dependable, efficient, meet real-time constraints and require customized user interfaces (instead of generic keyboard and mouse interfaces). Therefore, it makes sense to consider common principles of embedded system design. Embedded System Design starts with an introduction into the area and a survey of specification models and languages for embedded and cyber-physical systems. It provides a brief overview of hardware devices used for such systems and presents the essentials of system software for embedded systems, like real-time operating systems. The book also discusses evaluation and validation techniques for embedded systems. Furthermore, the book presents an overview of techniques for mapping applications to execution platforms. Due to the importance of resource efficiency, the book also contains a selected set of optimization techniques for embedded systems, including special compilation techniques. The book closes with a brief survey on testing. Embedded System Design can be used as a text book for courses on embedded systems and as a source which provides pointers to relevant material in the area for PhD students and teachers. It assumes a basic knowledge of information processing hardware and software. Courseware related to this book is available at http://ls12-www.cs.tu-dortmund.de/~marwedel.
