Porting e expansão de um µkernel SMP baseado em P-Thread para uma plataforma ARM Quad-core

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fernandes, Carlos Alberto da Cunha
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/54585
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores
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spelling Porting e expansão de um µkernel SMP baseado em P-Thread para uma plataforma ARM Quad-coreMulticoreμkernelHybrid multiprocessingARM Quad-coreEngenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasDissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e ComputadoresOs processadores multicore estão em todo o lado e o seu uso nos sistemas embebidos tem vindo a crescer consideravelmente nos últimos anos. Atualmente, os requisitos de um sistema embebido são bastante diferentes do que eram há alguns anos atrás, passando de realizar tarefas bastante simples e específicas (algoritmos de controlo), para realizar tarefas bastante mais complexas e sofisticadas com requisitos de processamento bastante mais elevados (GUIs e Internet). Esta exigência crescente de requisitos a nível aplicacional não foi acompanhada pelos processadores singlecore, tornando portanto a migração para processadores multicore inevitável. Contudo, desenvolver aplicações bare-metal que tirem proveito das potencialidades destes processadores pode tornar-se uma tarefa complexa e morosa, podendo comprometer métricas como o time-to-market. Para facilitar e acelerar o desenvolvimento, tipicamente recorre-se à utilização de sistemas operativos. Esta layer de software introduz uma camada de abstração capaz de fornecer um conjunto de facilidades ao desenvolvimento e de gerir os recursos de hardware. Porém, como a mudança de paradigma sequencial para paralelo não é trivial, a extensão dos sistemas operativos para multicore não se tem desenvolvido ao ritmo pretendido. Além disso, as principais soluções existentes ou seguem uma abordagem AMP (Asymmetric Multiprocessing) - garantir throughput e real-time à custa de um elevado footprint de memória - ou então SMP (Symmetric multiprocessing) - não introduz overhead de memória mas pode comprometer as características de real-time. Neste sentido, a presente dissertação propõe a expansão de um μkernel SMP para uma nova abordagem designada HMP (Hybrid Multiprocessing), combinando portanto as arquiteturas AMP e SMP, e garantindo assim um compromisso entre as métricas de tempo-real e footprint de memória. Além disso, este será implementado numa plataforma ARM quad-core, e será redesenhado para garantir escalabilidade.Multicore processors are everywhere and their use in the embedded systems domain has been increasing substantially in the last years. Nowadays, the embedded systems requirements are considerably different from what they were some years ago, changing from performing very simple and specific tasks (basic control algorithms), to performing more complex and sophisticated tasks with much higher processing requirements (GUI and Internet). This growing demand of requirements at the application level wasn’t followed by singlecore processors, making the migration to multicore processors inevitable. However, developing bare-metal applications that exploit conveniently these powerfull processors can become a complex and time consuming task and may compromise metrics, such as time-to-market. In order to simplify and accelerate the development process, operating systems are typically used. This software layer introduces an abstraction that provides a set of facilities for the development and management of hardware resources. Nonetheless, as the transition from the sequential to the parallel paradigm is not trivial, then operating systems extension for multicore has not been developed as desired. Furthermore, the existing solutions or follow an AMP (Asymmetric Multiprocessing) - assure throughput and real-time at the expense of a large memory footprint - or SMP (Symmetric Multiprocessing) - don’t introduce memory overhead but can compromise the real-time features - approach. In this context, the present dissertation proposes the expansion of an SMP μkernel to a new approach entitled HMP (Hybrid Multiprocessing), therefore combining both AMP and SMP architectures, and so ensure a compromise between the realtime metrics and the memory footprint. Furthermore, it shall be implemented on an ARM quad-core platform, and will be redesigned to ensure scalability.Tavares, AdrianoUniversidade do MinhoFernandes, Carlos Alberto da Cunha20152015-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/54585por201899841info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:52:46Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/54585Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:51:59.277731Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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