1 / 20

Speciale

Speciale. Evaluering af Java til udvikling af indlejrede realtidssystemer ved brug af en eksisterende ”Java Optimized Processor” (JOP) Speciale – efterår 2005 Teknisk Informationsteknologi Jan Lauritzen & Mads Pedersen. Agenda. Opsummering Hvad har vi arbejdet med siden?

palmer-luna
Download Presentation

Speciale

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Speciale Evaluering af Java til udvikling af indlejrede realtidssystemer ved brug af en eksisterende ”Java Optimized Processor” (JOP) Speciale – efterår 2005 Teknisk Informationsteknologi Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  2. Agenda • Opsummering • Hvad har vi arbejdet med siden? • JOP’s realtidsprofil • Gennemgang af SW/HW co-design JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  3. Opsummering af JOP • Main features: • Small core that fits in a low cost FPGA • Configurable resource usage throughHW/SW co-design • Predictable execution time of Java bytecodes • Fast execution of Java bytecodeswithout JIT-Compiler • Flexibility for embedded systemsthrough FPGA implementation JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  4. Hvad har vi arbejdet med siden? • Analyse af realtid, arkitektur, API mv. • Portering til en anden FPGA-platform: Spartan-3 • SW/HW co-design JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  5. JOP’s realtidsprofil • Inspireret af Ravenscar-Java JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  6. JOP’s realtidsprofil • Ikke kompatibel med hverken RTSJ eller Ravenscar-Java • Forskelle mellem JOP og Ravenscar-Java • Mere low-level, skal selv håndtere detaljer som f.eks. waitForNextPeriod() • Ravenscar-Java bygget ovenpå som test • Fordel: Flere er bekendt med Ravenscar-Java samt detaljer pakkes pænere ind JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  7. JOP’s realtidsprofil JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  8. JOP-eksempel public class JopExample { public JopExample() { MyThread t = new MyThread(); } public static void main(String[] args) { JopExample example = new JopExample(); RtThread.startMission(); for (;;) {;} // busy do nothing private class MyThread extends RtThread { private MySwEvent ev = new MySwEvent(); public MyThread() { super(1, 1000000); } public void run() { while (true) { System.out.println("."); waitForNextPeriod(); } } } } JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  9. Eksempel med Ravenscar-Java import ravenscar.*; ... public class RavenscarExample extends Initializer { public void run() { MyThread t = new MyThread(); } public static void main(String[] args) { RavenscarExample example = new RavenscarExample(); example.start(); } private class MyThread extends PeriodicThread { public MyThread() { super(new PriorityParameters(10), new PeriodicParameters(new AbsoluteTime(0,0),new RelativeTime(1000,0)), new Runnable() { public void run(){ System.out.println("."); } } ); } } } JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  10. SW/HW co-design • Udføre udvalgte operationertættere på hardware: • Optimering 1: JOP-mikrokode • Optimering 2: FPGA (VHDL) JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  11. SW/HW co-design • Eksempel med 32-bit multiplikation JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  12. JOP-mikrokode • P.t. ingen Java-processorer i stand til at udføre alle Java-bytekoder direkte i hardware • Almindelig løsning • Udføre noget i HW og resten i SW • I JOP oversættes Java-bytekoder til JOP-mikrokode: • Native instruktionssæt, som udføres direkte i hardware • Hver mikrokode udføres på én cycle • WCET-analyse mulig • Se i Schoeberls phd-afhandling, Appendix C JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  13. Java-bytekode  JOP-mikrokode JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  14. Processor pipeline JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  15. Optimering 1 • Fordele ved mikrokode • Håndkode bedre en Java-kompiler • Tilføj egen bytekode • Fibonacci-algoritme valgt. • 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, 10946, … JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  16. Optimering 1: Java-kode public long fib(int n) { int res = 1; int f1 = 1; int f2 = 1; for (int i = 2; i <= n; i++) { res = f1 + f2; f2 = f1; f1 = res; } return res; } JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  17. Optimering 1: Fremgangsmåde • Tilføj i følgende filer: • jvm.asm • Native.java • JopInstr.java • JopSim.java • Rekompiler for at få det inkluderet i VHDL JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  18. Optimering 1: Resultat • Java-bytekode: • 13 instruktioner (vha. værktøjet jclasslib) • 29 cycles (Schoeberls Appendix D) • JOP-mikrokode: • 11 instruktioner • 11 cycles JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  19. Optimering 2 • Udførsel direkte i hardware • FPGA, VHDL • Eksempel: Counter i FPGA • Kører parallelt • Interruptes tilbage, når valgt grænse nås • Work in progress  JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

  20. Links • Hjemmeside for JOP • www.jopdesign.com/ • Schoeberls phd-afhandling • www.jopdesign.com/thesis/index.jsp • jclasslib (værktøj til at se Java-bytekoder) • www.ej-technologies.com/products/jclasslib/overview.html JOP-speciale: Jan Lauritzen & Mads Pedersen

More Related