Orientadores: Guido Costa Souza de Araújo, Sandro Rigo

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação

Resumo: Arquiteturas tradicionais para sistemas modernos consistem em SoCs com múltiplos processadores integrados em um único chip conhecidos como MPSoCs. A maioria dos IPs de um MPSoC são altamente configuráveis, cada um com uma complicada relação custo-benefício entre métricas como desempenho,...

Resumo: Arquiteturas tradicionais para sistemas modernos consistem em SoCs com múltiplos processadores integrados em um único chip conhecidos como MPSoCs. A maioria dos IPs de um MPSoC são altamente configuráveis, cada um com uma complicada relação custo-benefício entre métricas como desempenho, área e consumo de energia, tornando o espaço de projeto de um MPSoC bastante amplo. Aliado a essa complexidade de projeto está o fato de que não é possível realizar a verificação de um MPSoC sem a aplicação em software e muito menos desenvolver o software sem modelos de hardware. Por isso é importante que os projetistas possam começar com modelos do sistema completo nos quais subsistemas possam ser independentemente substituídos por modelos refinados, de forma a haver uma validação contínua do sistema. Neste contexto, o conceito de plataforma virtual tem sido utilizado para desenvolvimento paralelo de hardware e software. Através de plataformas virtuais, projetistas podem analisar antecipadamente muitos problemas de projeto em um MPSoC, obtendo assim estimativas para consumo de energia, tráfego de barramento, uso de memória, eficiência dos periféricos e, principalmente, desempenho do sistema como um todo. Este projeto visa prover uma plataforma virtual em nível ESL chamada MediaBox. A MediaBox tem como mecanismo de interconexão uma NoC (Network-on-Chip) que introduz o conceito de rede na plataforma e possibilita a comunicação simultânea entre seus IPs. A plataforma desenvolvida possibilita a avaliação de desempenho de sistemas multimídia e sua execução facilita a produção de grandes quantidades de informação poupando tempo e esforço ao desenvolvedor. O estudo de caso realizado demonstra que a MediaBox é uma boa solução para simular aplicações multimídia e para análise de desempenho. Devido ao grande tráfego existente entre os IPs, o uso de uma NoC como meio de interconexão mostrou-se eficaz. A MediaBox possibilita o uso de diferentes configurações através de um arquivo de configuração e de um mapa de endereçamento que permitem explorar essas opções. Essa flexibilidade permite aos usuários conceber e testar diferentes arquiteturas através das quais pode ser estudado o comportamento e o desempenho de sistemas multiprocessados em um chip

Abstract: Traditional architectures for modern systems consist on SoCs with multiple processors integrated in a single chip known as MPSoCs. Most of the IPs in a MPSoC are highly configurable, each with a complicated trade-o_ between metrics such as performance, area and energy consumption making...

Abstract: Traditional architectures for modern systems consist on SoCs with multiple processors integrated in a single chip known as MPSoCs. Most of the IPs in a MPSoC are highly configurable, each with a complicated trade-o_ between metrics such as performance, area and energy consumption making the design space of a MPSoC incredibly wide. Allied to this project complexity is the fact that it is not possible to perform verification of a MPSoC without the application in software and much less develop the software without hardware models. For this reason, it is important that designers start with complete system models in which subsystems may be independently replaced by refined models, so that there is a continuous system validation. In this context, the concept of a virtual platform has been used for parallel development of hardware and software. Through virtual platforms, designers are able to analyze in advance many design problems in a MPSoC, thus obtaining estimates for energy consumption, bus trafic, memory usage, peripherals efficiency and mainly performance of the system as a whole. This project aims to provide a virtual platform in ESL called MediaBox. The Media- Box interconnection mechanism is a NoC (Network-on-chip) that introduces the concept of a network inside a platform and enables simultaneous communication between its IPs. The developed platform enables multimedia systems performance evaluation and its execution facilitates the production of a large amount of information saving the developer's time and effort. The case study developed demonstrates that MediaBox is a good solution for simulating multimedia applications and for performance analysis. Due to the amount of traffic between the IPs, the use of a NoC as the interconnection mechanism proved to be effective. MediaBox enables the usage of different configurations through a configuration file and an address map that allows to explore these options. This _exibility allows the users to conceive and test different architectures through which the behavior and the performance of multiprocessor systems in a single chip can be studied