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Co-projeto de Sistemas Operacionais

Co-projeto de Sistemas Operacionais. Melissa Vetromille e Rafael Soares Sistemas Operacionais Embarcados. Roteiro. Motivação Framework Comparação entre modelos de RTOS Conclusões Referências. Motivação.

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  1. Co-projeto de Sistemas Operacionais Melissa Vetromille e Rafael Soares Sistemas Operacionais Embarcados

  2. Roteiro • Motivação • Framework • Comparação entre modelos de RTOS • Conclusões • Referências Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  3. Motivação • RTOS puramente em software – não atende às restrições de tempo das aplicações do SoC; • Lógica reconfigurável – framework para gerar RTOS hardware/software codesign. Fig. 1 Arquitetura alvo do SoC Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  4. Framework • Facilidade de programação • Suporte ao particionamento hw/sw direcionado pelo usuário • Facilitar a exploração dos recursos integrados em um SoC Fig. 2 Arquitetura do SoC Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  5. Framework • Biblioteca de hardware • Biblioteca básica do sistema • Biblioteca de software • Entrada do usuário • Saída (arquivos de configuração) Fig. 3 Geração automática dos arquivos de configuração Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  6.  Framework • Kernel RTOS Atalanta • Comunicação e sincronização entre tarefas (filas, semáforos, mutex) • Arquitetura homogênea - espaço de endereçamento compartilhado • Arquitetura heterogênea – troca de mensagem Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  7. Framework • SoCLC – variáveis de bloqueio em cache • SoCDDU – detecção de deadlock (99% mais rápido) • SoCDMMU – Alocação de memória dinâmica e gerenciamento em hw (tempo de alocação 440% menor) Fig. 4 Interface gráfica Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  8. Modelos de RTOS • RTOS puramente em Software • RTOS com SoCLC (System-on-Chip Lock Cache) • RTU (Real-Time Unit) Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  9. RTOS com SoCLC (SoC Lock Cache) • Introduzir um suporte em hardware para acelerar o bloqueio de aplicações • Aumenta o desempenho, pois reduz o atraso de acesso à variáveis de bloqueio Fig. 5 Arquitetura SoC com SoCLC Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  10. RTOS com SoCLC (SoC Lock Cache) Fig. 6 SoCLC Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  11. RTU (Real-Time Unit) • Totalmente em hardware • Substitui o Atalanta RTOS • Maior desempenho – diminui o overhead do sistema e o tempo de resposta Fig. 7 Arquitetura SoC com RTU Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  12. RTU (Real-Time Unit) Fig. 8 Real-Time-Unit Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  13. Comparação entre os modelos Tabela 1 - Resultados da simulação (caso médio) Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  14. Comparação entre os modelos Tabela 2 – Número total de interações Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  15. Comparação entre os modelos Tabela 3 Tempo médio gasto (caso com 6 tasks) Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  16. Comparação entre os modelos Tabela 4 Hardware total (em portas) Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  17. Conclusões • RTOS Hw/Sw Codesign apresenta vantagens de desempenho sobre o RTOS puramente sw • Custo elevado • Menor custo em relação ao RTU Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

  18. Referências • A comparison of the RTU hardware RTOS with a hardware/software RTOS. Jaehwan Lee; Mooney, V.J., III; Daleby, A.; Ingstrom, K.; Klevin, T.; Lindh, L.; Design Automation Conference, 2003. Proceedings of the ASP-DAC 2003. Asia and South Pacific , 21-24 Jan. 2003 Pages:683 – 688; • A hardware-software real-time operating system framework for SoCs. Mooney, V.J., III; Blough, D.M.; Design & Test of Computers, IEEE , Volume: 19 , Issue: 6 , Nov.-Dec. 2002 Pages:44 – 51; • Hardware/software partitioning of operating systems [SoC applications]. Mooney, V.J., III; Design, Automation and Test in Europe Conference and Exhibition, 2003 , 2003 Pages:338 - 339 Tópicos Especiais em Sistemas Digitais e Arquiteturas de Computadores /18

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