Estimation and Optimization of consumption during design
Estimation et Optimisation de la Consommation lors de la conception globale de systèmes autonomes
Résumé
Embedded systems take an important part of the computer market. Telecommunication applications integrates more and more functionalities, so power consumption increases and the battery lifetime becomes a serious limitation. In this thesis, consumption of different parts of SoCs was studied. Particularly, this work deals with consumption/time optimized methods of HW/SW codesign. Allocation minimizing energy is presented, and then, a refinement step is executed to optimize the schedulings by applying the Dynamic Voltage Scaling/Dynamic Frequency Scaling technique (DVS/DFS). An other step in this work concerns the exploitation of low power modes of processors (run, sleep, idle). Finally, this work studies how methods of HW/SW codesign can integrate more time and area, the consumption as constraint.
Les systèmes embarqués représentent une part de plus en plus importante du marché semiconducteurs. Les systèmes embarqués visent des applications plus gourmandes en capacité de calcul, augmentant du même coup la surface de silicium et l'énergie dissipée. Un des problèmes de la conception système est le patitionnement d'applications qui requiert l'utilisation de méthodes complexes. En effet, le partitionnement sous contraintes de temps, basé sur un algorithme d'ordonnancement avec un objectif de minimisation de la surface de silicium ou de la consommation est un problème NP-difficile. Ce travail de thèse étudie la prise en compte de la consommation (énergie et pic de puissance) lors de la conception globale de systèmes autonomes. Une première étude consiste à estimer la consommation des divers composants d'une architecture SoC. Puis, nous nous sommes intéressés aux deux étapes principales des méthodes de partitionnement : l'allocation et l'ordonnancement. En particulier, la technique d'ajustement conjoint de la tension et de la fréquence est considérée dans l'ordonnancement pour minimiser l'énergie. A la suite de ces optimisations, une gestion des modes basse consommation est réalisée, ayant pour objectif de mettre les processeurs en état de repos ou repos profond dès que la possibilité se présente, ce changement de mode permettant de gagner en consommation. Ce travail a été testé sur divers exemples, comme une application de détection de mouvement sur fond d'images fixes pour caméra embarquée.