High-level simulation of distributed real-time operating systems for design space exploration in heterogeneous MPSoC architectures
Simulation de haut niveau de systèmes d'exploitations distribués pour l'exploration matérielle et logicielle d'architectures multi-noeuds hétérogènes
Résumé
Designing an embedded system implies to look for the right algorithm/architecture compromise depending on the real-time constraints. For MPSoC an especially with reconfigurable devices which enable to modify the running executing support, a validation by a preliminar evaluation of the variable behaviors of a reactive system becomes necessary. This could be done by a high level simulation allowing to explore, early in the design flow, the architectural design space, hardware and software, especially the RTOS. The platform manager point of view is used to explore the systems reactions to the partitioning choices and also the influence of the various algorithms and the impact of implementations of the operating system's services refined in hardware or software. For that, a SystemC model composed of modular OS services allow to jointly and functionally simulate hardware, software tasks and the operating system, distributed on heterogeneous communicating execution nodes. To evaluate the perfect real-time reconfigurable architecture of a dynamical robot vision application, we explored its partitioning and the useful OS services accordingly. This model has been integrated in a big simulator of an heterogeneous chip designed to provide a Tera operations per second power.
Concevoir un système embarqué implique de trouver un compromis algorithme/architecture en fonction des contraintes temps-réel. Thèse : pour concevoir un MPSoC et plus particulièrement avec les circuits reconfigurables modifiant le support d'exécution en cours de fonctionnement, la nécessaire validation des comportements fluctuants d'un système réactif impose une évaluation préalable que l'on peut réaliser par simulation (de haut niveau) tout en permettant l'exploration de l'espace de conception architectural, matériel mais aussi logiciel, au plus tôt dans le flot de conception. Le point de vue du gestionnaire de la plateforme est adopté pour explorer à haut niveau les réactions du système aux choix de partitionnement impactés par l'algorithmique des services du système d'exploitation et leurs implémentations possibles. Pour cela un modèle modulaire de services d'OS simule fonctionnellement et conjointement en SystemC le matériel, les tâches logicielles et le système d'exploitation, répartis sur plusieurs noeuds d'exécution hétérogènes communicants. Ce modèle a permis d'évaluer l'architecture temps-réel idéale d'une application dynamique de vision robotique conjointement à l'exploration des services de gestion d'une zone reconfigurable modélisée. Ce modèle d'OS a aussi été intégré dans un simulateur de MPSoC hétérogène d'une puissance estimé à un Tera opérations par seconde.
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