Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mandelli, Marcelo Grandi
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
Texto Completo: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/5150
Resumo: The advance in manufacturing technology of integrated circuits enables smaller transistors, making possible the development of SoCs (System-on-Chip). Many applications require multi-processor SoCs in order to meet their performance requirements. A SoC containing several processing elements (PEs) is called MPSoC. An MPSoC can be classified as homogeneous, when all their PEs has the same architecture; or heterogeneous, when they have different architectures. . As communication infrastructure, the MPSoC can use NoCs as a way to interconnect the PEs. NoCs may be used to replace busses, due to their advantages of higher scalability and communication parallelism. One of the main problems related to MPSoC projects is to define a PE of the system that will run each task. This problem is called task mapping. The mapping can be classified into static, which occurs at design time, and dynamic that occurs at runtime. The dynamic mapping approach requires firstly the mapping of the initial tasks of an application (which does not depend on any other task). The other tasks, in this approach, are mapped dynamically when requested. The mapping can be also classified by the number of tasks running in a PE. The mapping is classified as single task, when only one task is executed by a PE, and as multitask, when multiple tasks can be executed in a same PE. This work proposes new single task and multitask dynamic task mapping heuristics, in order to reduce communication energy. Results are evaluated using the MPSoC HeMPS, which executes application code generated from a model-based simulation environment. These heuristics are compared with mapping heuristic presented in literature, obtaining, in the evaluated scenarios, an average communication energy reduction of 9.8%, for the single task approach, and 18.6%, for the multitask approach. This work also evaluates the inclusion of dynamic load on the system, which makes necessary the implementation of an initial tasks mapping heuristic. This heuristic is an innovative contribution, since a similar approach is not found in any other work in literature.
id P_RS_8013569f37218176baf4b3904228685e
oai_identifier_str oai:tede2.pucrs.br:tede/5150
network_acronym_str P_RS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
repository_id_str
spelling Moraes, Fernando GehmCPF:47776382000http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782943Z2CPF:00721691099http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4421755E8Mandelli, Marcelo Grandi2015-04-14T14:49:40Z2011-11-292011-03-23MANDELLI, Marcelo Grandi. Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos. 2011. 106 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2011.http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/5150The advance in manufacturing technology of integrated circuits enables smaller transistors, making possible the development of SoCs (System-on-Chip). Many applications require multi-processor SoCs in order to meet their performance requirements. A SoC containing several processing elements (PEs) is called MPSoC. An MPSoC can be classified as homogeneous, when all their PEs has the same architecture; or heterogeneous, when they have different architectures. . As communication infrastructure, the MPSoC can use NoCs as a way to interconnect the PEs. NoCs may be used to replace busses, due to their advantages of higher scalability and communication parallelism. One of the main problems related to MPSoC projects is to define a PE of the system that will run each task. This problem is called task mapping. The mapping can be classified into static, which occurs at design time, and dynamic that occurs at runtime. The dynamic mapping approach requires firstly the mapping of the initial tasks of an application (which does not depend on any other task). The other tasks, in this approach, are mapped dynamically when requested. The mapping can be also classified by the number of tasks running in a PE. The mapping is classified as single task, when only one task is executed by a PE, and as multitask, when multiple tasks can be executed in a same PE. This work proposes new single task and multitask dynamic task mapping heuristics, in order to reduce communication energy. Results are evaluated using the MPSoC HeMPS, which executes application code generated from a model-based simulation environment. These heuristics are compared with mapping heuristic presented in literature, obtaining, in the evaluated scenarios, an average communication energy reduction of 9.8%, for the single task approach, and 18.6%, for the multitask approach. This work also evaluates the inclusion of dynamic load on the system, which makes necessary the implementation of an initial tasks mapping heuristic. This heuristic is an innovative contribution, since a similar approach is not found in any other work in literature.O avanço na tecnologia de fabricação de circuitos integrados permite obter transistores cada vez menores, tornando possível o desenvolvimento de sistemas completos em um único chip (System-on-Chip - SoC). Muitas aplicações requerem SoCs com vários processadores para poder suprir seus requisitos de desempenho. Um SoC que contém diversos elementos de processamento (Processing Element - PEs) é chamado de MPSoC. Um MPSoC pode ser classificado em homogêneo, quando todos seus PEs são iguais; ou heterogêneo, quando seus PEs são diferentes. Como infraestrutura de comunicação, o MPSoC pode utilizar NoCs como forma de interconectar os PEs. O uso de NoCs deve-se a suas vantagens em relação a barramentos, entre as quais maior escalabilidade e paralelismo na comunicação. Um dos principais problemas relativos ao projeto de MPSoCs é a definição de qual dos PEs do sistema será responsável pela execução de cada tarefa de uma aplicação. Este problema é chamado de mapeamento de tarefas. O mapeamento pode ser classificado em estático, que ocorre em tempo de projeto, ou em dinâmico que ocorre em tempo de execução. A abordagem de mapeamento dinâmico requer primeiramente o mapeamento de tarefas iniciais de uma aplicação (que não dependem de nenhuma outra tarefa) das aplicações, sendo que as outras tarefas são mapeadas dinamicamente quando solicitadas. Também se pode classificar o mapeamento quanto ao número de tarefas que executam em um PE do sistema. O mapeamento é dito monotarefa, quando apenas uma tarefa é executada por PE, e multitarefa, quando múltiplas tarefas podem ser executadas em um mesmo PE. Este trabalho propõe novas heurísticas de mapeamento dinâmico monotarefa e multitarefa, visando à redução de energia de comunicação. Resultados são avaliados através do MPSoC HeMPS, que executa códigos de aplicações geradas a partir de um ambiente de simulação baseado em modelos. Estas heurísticas são comparadas com heurísticas de mapeamento apresentadas na literatura, apresentando uma redução média de energia de comunicação nos cenários avaliados de até 9,8% na abordagem monotarefa e 18,6% na multitarefa. Este trabalho também avalia a inserção dinâmica de carga no sistema, utilizando para isto a implementação de uma heurística de mapeamento dinâmico de tarefas iniciais. Esta heurística é uma contribuição inovadora, visto que uma abordagem parecida não é encontrada em nenhum outro trabalho da literatura.Made available in DSpace on 2015-04-14T14:49:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 435006.pdf: 1798120 bytes, checksum: e9da2fa29967e8e1d389bc264f9b5bef (MD5) Previous issue date: 2011-03-23application/pdfhttp://tede2.pucrs.br:80/tede2/retrieve/15799/435006.pdf.jpgporPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoPUCRSBRFaculdade de InformácaINFORMÁTICAMULTIPROCESSADORESARQUITETURA DE COMPUTADORCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOMapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis19749965330812744705006001946639708616176246info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSinstname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)instacron:PUC_RSTHUMBNAIL435006.pdf.jpg435006.pdf.jpgimage/jpeg4035http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/5150/3/435006.pdf.jpg4aacf319da3002150969d711cf4c6a3bMD53TEXT435006.pdf.txt435006.pdf.txttext/plain229372http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/5150/2/435006.pdf.txt81bc347a26765684db977f5b8cd1d4cbMD52ORIGINAL435006.pdfapplication/pdf1798120http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/5150/1/435006.pdfe9da2fa29967e8e1d389bc264f9b5befMD51tede/51502015-04-17 11:57:32.346oai:tede2.pucrs.br:tede/5150Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2015-04-17T14:57:32Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)false
dc.title.por.fl_str_mv Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos
title Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos
spellingShingle Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos
Mandelli, Marcelo Grandi
INFORMÁTICA
MULTIPROCESSADORES
ARQUITETURA DE COMPUTADOR
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
title_short Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos
title_full Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos
title_fullStr Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos
title_full_unstemmed Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos
title_sort Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos
author Mandelli, Marcelo Grandi
author_facet Mandelli, Marcelo Grandi
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Moraes, Fernando Gehm
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv CPF:47776382000
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782943Z2
dc.contributor.authorID.fl_str_mv CPF:00721691099
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4421755E8
dc.contributor.author.fl_str_mv Mandelli, Marcelo Grandi
contributor_str_mv Moraes, Fernando Gehm
dc.subject.por.fl_str_mv INFORMÁTICA
MULTIPROCESSADORES
ARQUITETURA DE COMPUTADOR
topic INFORMÁTICA
MULTIPROCESSADORES
ARQUITETURA DE COMPUTADOR
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
description The advance in manufacturing technology of integrated circuits enables smaller transistors, making possible the development of SoCs (System-on-Chip). Many applications require multi-processor SoCs in order to meet their performance requirements. A SoC containing several processing elements (PEs) is called MPSoC. An MPSoC can be classified as homogeneous, when all their PEs has the same architecture; or heterogeneous, when they have different architectures. . As communication infrastructure, the MPSoC can use NoCs as a way to interconnect the PEs. NoCs may be used to replace busses, due to their advantages of higher scalability and communication parallelism. One of the main problems related to MPSoC projects is to define a PE of the system that will run each task. This problem is called task mapping. The mapping can be classified into static, which occurs at design time, and dynamic that occurs at runtime. The dynamic mapping approach requires firstly the mapping of the initial tasks of an application (which does not depend on any other task). The other tasks, in this approach, are mapped dynamically when requested. The mapping can be also classified by the number of tasks running in a PE. The mapping is classified as single task, when only one task is executed by a PE, and as multitask, when multiple tasks can be executed in a same PE. This work proposes new single task and multitask dynamic task mapping heuristics, in order to reduce communication energy. Results are evaluated using the MPSoC HeMPS, which executes application code generated from a model-based simulation environment. These heuristics are compared with mapping heuristic presented in literature, obtaining, in the evaluated scenarios, an average communication energy reduction of 9.8%, for the single task approach, and 18.6%, for the multitask approach. This work also evaluates the inclusion of dynamic load on the system, which makes necessary the implementation of an initial tasks mapping heuristic. This heuristic is an innovative contribution, since a similar approach is not found in any other work in literature.
publishDate 2011
dc.date.available.fl_str_mv 2011-11-29
dc.date.issued.fl_str_mv 2011-03-23
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2015-04-14T14:49:40Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv MANDELLI, Marcelo Grandi. Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos. 2011. 106 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2011.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/5150
identifier_str_mv MANDELLI, Marcelo Grandi. Mapeamento dinâmico de aplicações para MPSOCS homogêneos. 2011. 106 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2011.
url http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/5150
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.program.fl_str_mv 1974996533081274470
dc.relation.confidence.fl_str_mv 500
600
dc.relation.department.fl_str_mv 1946639708616176246
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
dc.publisher.initials.fl_str_mv PUCRS
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Faculdade de Informáca
publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron:PUC_RS
instname_str Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron_str PUC_RS
institution PUC_RS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
bitstream.url.fl_str_mv http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/5150/3/435006.pdf.jpg
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/5150/2/435006.pdf.txt
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/5150/1/435006.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 4aacf319da3002150969d711cf4c6a3b
81bc347a26765684db977f5b8cd1d4cb
e9da2fa29967e8e1d389bc264f9b5bef
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
repository.mail.fl_str_mv biblioteca.central@pucrs.br||
_version_ 1799765305960955904