Scratchpad-oriented address generation for low-power embedded VLIW processors

• Autores: Guillermo Talavera Velilla
• Directores de la Tesis: J. Carrabina (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2009
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Carlos López López (presid.), Lluís Terés Terés (secret.), Francky Catthoor (voc.)
• Materias:
  • Matemáticas
    • Ciencia de los ordenadores
      • Informática
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD 
• Resumen

  • Actualmente, los sistemas encastados están creciendo a un ritmo impresionante y proporcionan cada vez aplicaciones más sofisticadas. Un conjunto de creciente importancia son los sistemas multimedia portátiles de tiempo real y los sistemas de comunicación de procesado digital de señal: teléfonos móviles, PDAs, cámaras digitales, consolas portátiles de juegos, terminales multimedia, netbooks, etc. Estos sistemas requieren computación específica de alto rendimiento, generalmente con restricciones de tiempo real y calidad de servicio (Quality of Service - QoS), que han de ejecutarse con un nivel bajo de consumo para extender la vida de la batería y evitar el calentamiento del dispositivo. También se requiere una arquitectura flexible para satisfacer las restricciones del "time-to-market". En consecuencia, los sistemas encastados necesitan una solución programable, de bajo consumo y alta capacidad de computación para satisfacer todos los requerimientos.Las arquitecturas de tipo Very Long Instruction Word parecen una buena solución ya que proporcionan el suficiente rendimiento a bajo consumo con la programabilidad requerida. Estas arquitecturas se asientan sobre el esfuerzo del compilador para extraer el paralelismo disponible a nivel datos y de instrucciones para mantener las unidades computacionales ocupadas todo el rato. Con la densidad de los transistores doblando cada 18 meses, están emergiendo arquitecturas cada vez más complejas con un alto número de recursos computacionales ejecutándose en paralelo. Con esta, cada vez mayor, computación paralela, el acceso a los datos se está convirtiendo en el mayor impedimento que limita la posible extracción del paralelismo. Para aliviar este problema, en las actuales arquitecturas, una unidad especial trabaja en paralelo con los principales elementos computacionales para asegurar una eficiente transmisión de datos: la Unidad Generadora de Direcciones (Address Generator Unit), que puede implementarse de diferentes formas.El propósito de esta tesis es probar que optimizar el proceso de la generación de direcciones es una manera eficiente de solucionar el proceso de acceder a los datos al mismo tiempo que disminuye el tiempo de ejecución y el consumo de energía.Esta tesis evalúa la efectividad de los diferentes dispositivos que actualmente se usan en los sistemas encastados, argumenta el uso de procesadores de tipo "very long instruction word" y presenta la infraestructura de compilador y exploración arquitectural usada en los experimentos. Esta tesis también presenta una clasificación sistemática de los generadores de direcciones, un repaso de las diferentes técnicas de optimización actuales acorde con esta clasificación y una metodología, usando técnicas ya publicadas, sistemática y óptima que reduce gradualmente la energía necesitada. También se introduce el entorno de trabajo que permite una exploración arquitectural sistemática y los métodos usados para obtener una unidad de generación de direcciones. Los resultados de este unidad de generación de direcciones reconfigurable se muestran en diferentes aplicaciones de referencia (benchmarks) y la metodología sistemática se muestra en una aplicación completa real.