Performance evaluation for heterogeneous MPSoC design
Evaluation des performances pour les systèmes embarqués hétérogènes, multiprocesseur monopuces
Résumé
Multi-processor system-on-chip (MPSoC) is a concept that aims at integrating multiple subsystems on a single chip. Systems that put together complex HW and SW subsystems are difficult to analyze and even harder to optimize. Performance evaluation is a key step in any design, allowing for decisions and trade-offs, in view of overall system optimization. The literature shows that a large part of the design time spent in performance evaluation, and iterations become prohibitive in complex designs. Therefore, the challenge of building high-performance MPSoCs is closely related to the availability of fast and accurate performance evaluation methods. In our work, “performance” is restricted to time related performances of the final architecture. The timing aspect is intensively analyzed for the validation of real-time systems and the optimization of interconnect subsystems. We are also concerned with the speed of any proposed performance evaluation method, as evaluation times may become prohibitive for complex MPSoC designs. Our main objective is to define a global performance evaluation methodology for MPSoC. We also orient our research towards software performance modeling, maintaining a high level of abstraction, in order to have a high evaluation speed, and including timing annotations, in order to have good evaluation
Les systèmes embarqués multiprocesseur monopuces (Multi-Processor System-on-Chip, MPSoC) visent l'intégration des sous-systèmes variés, matériels et logiciels, sur une seule puce. Ainsi, l'hétérogénéité et les contraintes imposées pour la mise sur le marché rendent l'analyse en vue de l'évaluation des performances et de l'optimisation de ces systèmes très complexes. L'évaluation des performances est une étape clef dans n'importe quel flot de conception. En se basant sur les résultats de l'évaluation des performances, il est possible de prendre des décisions et de réaliser des compromis pour l'optimisation du système global. La littérature prouve qu'une grande partie du temps de conception est passée dans l'évaluation des performances. De plus, les itérations dans le flot de conception deviennent prohibitives pour des systèmes complexes. Par conséquent, la réalisation des MPSoCs à rendement élevé est un défi. La solution est fortement liée à la disponibilité des méthodes rapides et précises pour l'évaluation des performances. Dans cette thèse, le terme « performances » est limité aux performances des temps d'exécution pour la réalisation finale du système. L'aspect temporel est intensivement analysé pour la validation des systèmes temps-réel et l'optimisation des sous-ensembles d'interconnexion. Nous avons également considéré la vitesse de la méthode proposée d'évaluation des performances, car les temps d'évaluation peuvent devenir prohibitifs pour des systèmes MPSoC complexes. Notre principale contribution est de définir une méthodologie globale d'évaluation des performances pour les systèmes MPSoC. Nous avons également orienté notre recherche vers les performances de l'exécution du logiciel. On a considéré l'évaluation des performances pour un modèle de haut niveau d'abstraction, afin d'avoir une vitesse élevée d'évaluation. De plus, on a inclus des annotations des temps d'exécution, afin d'avoir une bonne précision d'évaluation.