Suporte para aplicações dinâmicas em sistemas multiprocessados intra-chip homogêneos

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Johann Filho, Sergio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Faculdade de Informáca; BR; PUCRS; Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
• Palavras-chave em Português: INFORMÁTICA; MULTIPROCESSADORES; ARQUITETURA DE COMPUTADOR; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/5223

Sistemas MPSoC modernos fazem uso de recursos que eram disponibilizados apenas em computadores de propósito geral provendo mais funcionalidades para as aplicações. A evolução arquitetural possibilita que mais recursos sejam implementados nestes sistemas embarcados e determina um aumento na complexidade dos novos projetos de hardware e software. Além do aumento da complexidade de projeto em sistemas MPSoC atuais, torna-se evidente a dificuldade na utilização eficiente dos recursos computacionais encontrados em tais plataformas. Assim como o determinismo e o tempo de resposta priorizado em muitos sistemas embarcados, a programabilidade de MPSoCs é muito relevante. Dessa forma, interfaces bem definidas de software ajudam o desenvolvedor a criar aplicações que utilizam de maneira otimizada os recursos computacionais encontrados nestes sistemas. A maior parte das aplicações embarcadas são divididas em tarefas e estaticamente mapeadas a elementos de processamento em tempo de projeto, de forma a otimizar um conjunto de métricas pré-estabelecidas. No entanto, a natureza dinâmica de novas aplicações estabelece que estratégias eficientes de mapeamento dinâmico e migração de tarefas sejam implementadas. Neste contexto, esta tese apresenta um modelo para aplicações dinâmicas e gerenciamento distribuído destas em sistemas MPSoC homogêneos. O gerenciamento do sistema faz uso dos conceitos de migração de tarefas e restrições temporais, onde parâmetros de caracterização das tarefas são utilizados nas tomadas de decisão de escalonamento e otimização em tempo de execução. Neste trabalho é utilizada uma arquitetura MPSoC homogênea, composta por elementos de processamento com memórias locais interconectados por uma NoC. Este ambiente permite a execução de aplicações gerenciadas por um sistema operacional distribuído que implementa o modelo proposto e oferece diversos serviços para o desenvolvimento e otimização de aplicações embarcadas. Muitos trabalhos na área fazem uso de um gerente centralizado para realizar a otimização do sistema em tempo de execução, no entanto tais soluções tendem a ser pouco escaláveis. Os resultados obtidos mostram que o uso de gerentes distribuídos apresentam maior eficiência para sistemas com um grande número de elementos de processamento e tarefas, com redução nos tempos de estabilização do sistema e redução nas perdas de deadline para aplicações com restrições de tempo real.