Avaliação de Desempenho e Potência de Mecanismos de Comunicação

1. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Avaliação de Desempenho e Potência de Mecanismos de Comunicação CMP502 – Sistemas Embarcados Alexandre Irigon Gervini Edgard de Faria Corrêa 1

2. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Abordagem • Considerações: • custo exclusivo da comunicação; • desconsiderando overhead do sistema operacional • (escalonamento, chaveamento de contexto, alocacao de memória, etc.) por enquanto 2

3. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Abordagem • Transferência dos Dados: • 1 mensagem de 1 byte; • 128 mensagens de 1 byte; • 256 mensagens de 1 byte; • 1 mensagem de 32 bytes; • 2 mensagens de 32 bytes; • 4 mensagens de 32 bytes; • 8 mensagens de 32 bytes; • 1 mensagem de 64 bytes; • 2 mensagens de 64 bytes; • 4 mensagens de 64 bytes; • 1 mensagem de 128 bytes; • 2 mensagens de 128 bytes; • 1 mensagem de 256 bytes. 3

4. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Mecanismos de Comunicação • Memória Compartilhada: • uso compartilhado de variáveis de memória. • Troca de Mensagens: • protocolo para controle do envio e recebimento das mensagens. • DMA (acesso direto à memória): • transferência, da memória principal, diretamente para o dispositivo, sem utilizar a CPU . 4

5. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Metodologia • Descrição em alto nível dos mecanismos: • linguagem java. • Síntese para o FemtoJava no SASHIMI: • geração do VHDL e MIF. • Simulação do consumo de potência e custo de comunicação: • CAD (Caco Aided Design); • potência medida em capacitância de gates; • desempenho medido em número de ciclos. 5

6. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Resultados Obtidos • Consumo de Potência - mensagens de 1 byte: Memória Compartilhada e Troca de Mensagens 6

7. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Resultados Obtidos • Custo de Comunicação - mensagens de 1 byte: Memória Compartilhada e Troca de Mensagens 7

8. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Resultados Obtidos • Consumo de Potência - mensagens de 32 a 256 bytes: Memória Compartilhada 8

9. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Resultados Obtidos • Consumo de Potência - mensagens de 32 a 256 bytes: Troca de Mensagens 9

10. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Resultados Obtidos • Custo de Comunicação - mensagens de 32 a 256 bytes: Memória Compartilhada 10

11. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Resultados Obtidos • Custo de Comunicação - mensagens de 32 a 256 bytes: Troca de Mensagens 11

12. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Resultados Obtidos 12

13. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Dificuldades Encontradas • Limitações das ferramentas utilizadas: • SASHIMI: • não suporta orientação a objetos; • não sintetiza primitivas do tipo break; • não aceita retorno de vetores; • não aceita matrizes. • CAD: • cálculo de blocos ? 13

14. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Pontos Pendentes • Verificações dos resultados “fora da curva”; • Levantamento dos dados do DMA; • Finalização do artigo para o SEMISH. 14

15. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Próximas Etapas • Utilizar modelos SW-HW e HW-HW. • Avaliação do overhead do sistema operacional. 15

16. LSE - Laboratório de Sistemas Embarcados Referências [Knudsen 1999] P.V.Knudsen and J.Madsen, “Integrating communication protocol selection with hardware/software codesign”. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, Aug. 1999. [Brunel 2000] J-Y. Brunel et al., “COSY Communication IP’s”. Design Automation Conference, 2000. [Lahiri 2000] K.Lahiri, A.Raghunathan and S.Dey, "Efficient Exploration of the SoC Communication Architecture Design Space". International Conference on Computer Aided Design, 2000. [Drinic 2000] M.Drinic et al, "Latency-Guided On-Chip Bus Network Design" International Conference on Computer Aided Design, 2000. 16