Hardware thread model for FPGA accelerated FreeRTOS

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cunha, Virgílio André Mendes
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/48460
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Electrónica Industrial e Computadores (área de especialização em Sistemas Embebidos)
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spelling Hardware thread model for FPGA accelerated FreeRTOSModelo de tarefas de Hardware para FreeRTOS acelerado em HardwareEngenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Electrónica Industrial e Computadores (área de especialização em Sistemas Embebidos)Um sistema embebido é um sistema computacional, especificamente desenhado para o desempenho de um conjunto de tarefas restrito, sendo este normalmente um subsistema de um sistema maior e muitos destes sistemas recorrem à utilização de sistemas operativos, uma vez que estes promovem uma gestão eficiente dos recursos, oferecendo um conjunto de serviços para além de suporte e abstração de hardware, promovendo a portabilidade e a reutilização. Existem sistemas que enfrentam restrições temporais, sobre as quais o incumprimento de um deadline pode comprometer a integridade e a funcionalidade do sistema, estes são sistemas vulgarmente conhecidos como sistemas de tempo real ou com requisitos de tempo real e para este tipo de sistemas existem sistemas operativos específicos que visam o cumprimento destes requisitos, favorecendo a previsibilidade e o determinismo. A redução do overhead computacional, paralelização e o offloading de computação para dispositivos como o FPGA, são apontadas como medidas complementares. Com esta dissertação pretende-se implementar um modelo de tarefas de hardware e alguns serviços do sistema operativo FreeRTOS em hardware dedicado, tirando partido do paralelismo natural que o hardware oferece e da sua natureza determinística, nomeadamente o gestor de tarefas, escalonador, temporizador e controlador de interrupções, toda a implementação deve seguir o modelo implementado pelo sistema operativo tornando a implementação o mais transparente possível, por forma a favorecer a migração de tarefas de software para o FPGA. Com esta implementação serão criadas duas novas arquiteturas do sistema em que o utilizador poderá selecionar a mais pertinente ao projeto a ser implementado, sendo que o sistema dará então a possibilidade de usar o sistema operativo somente a ser executado em software ou correr o sistema operativo com os serviços migrados em hardware, ou escolher utilizar o sistema operativo em software com recurso a tarefas em hardware.An embedded system is a computer system specifically designed for the performance of a restricted set of tasks, which is typically a subsystem of a larger system, and many of these systems involve the use of operating systems, since these promote efficient resource management offering a range of services as well as support and hardware abstraction, promoting the portability and reuse. There are systems that have time constraints, on which the failure of a deadline can compromise the integrity and functionality of the system, these are systems known as real-time systems or real-time requirements and such systems are specific operating systems aimed at meeting these requirements, favoring the predictability and determinism. The reduction of computational overhead, parallelization and offloading computing to devices such as FPGA, are seen as complementary measures. With this dissertation aims to implement a hardware thread model and implementation of some operating system services FreeRTOS on dedicated hardware, taking advantage of the natural parallelism that the hardware provides and its deterministic nature, including the task manager, scheduler, timer and interrupt controller, the entire implementation should follow the model implemented by the operating system making the most transparent possible implementation, in order to promote the migration of software tasks to the FPGA. With this implementation will create two new system architectures that the user can select the most relevant to the project to be implemented, and the system will then give the possibility to use the operating system only to be executed in software or run the operating system with services migrated to hardware, or choose to use the operating system software using the tasks in hardware.Tavares, AdrianoUniversidade do MinhoCunha, Virgílio André Mendes2016-11-082016-11-08T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/48460por201710536info: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:RCAAP2023-07-21T12:03:34Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/48460Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T18:53:43.794575Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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Modelo de tarefas de Hardware para FreeRTOS acelerado em Hardware
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