Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4709_1.pdf: 597732 bytes, checksum: 06d38a78dbd04d2e94a458df7336670d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Podemos verificar que o modelo de melhor esforço não é adequado para atender as necessidades das novas aplicações avançadas na rede. Para melhor disponibilizar estas aplicações é necessário a inclusão de qualidade de serviço como forma de oferecer garantias de desempenho. Algumas arquiteturas vêm sendo desenvolvidas como forma de oferecer garantias de QoS fim a fim, entre elas [1][13][25]. Dentre estas, a Arquitetura Chameleon se destaca apresentando um modelo inovador de negociação hierárquica de serviços. Dentre os planos da arquitetura Chameleon, faz-se necessário implementar um mecanismo de monitoramento e controle, atuando no plano de operação, com roteadores e tráfego real, avaliando e configurando o provisionamento de tráfego, complementando a arquitetura. Assim, neste trabalho implementamos um mecanismo de provisionamento de tráfego, dentre os modelos que implementam QoS [33]. O modelo de serviços escolhido foi o modelo de serviços diferenciados, definido pela IETF, provendo escalabilidade de diferenciação de serviços na Internet

Submitted by Santos Davilene (davilenes@ufba.br) on 2016-05-30T13:27:29Z No. of bitstreams: 1 cópia digital.pdf: 1814097 bytes, checksum: 5eecff3c4c86a1bc41ead01296009fea (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-30T13:27:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cópia digital.pdf: 1814097 bytes, checksum: 5eecff3c4c86a1bc41ead01296009fea (MD5) / As redes de circuito dinâmico fazem parte de uma das tecnologias da Internet do Futuro e são caracterizadas por oferecer uma boa qualidade de serviço a um baixo custo. Através delas é possível aumentar a rapidez no estabelecimento dos circuitos, além de diminuir o custo de gerenciamento. A maioria dessas redes são voltadas para aplicações elásticas e tem os seus recursos alocados no modo de reserva antecipada. Entretanto, é muito provável que alocações de recurso no modo reserva imediata coexistiam com as reservas antecipadas. Além disso, diferentes tipos de aplicações poderão ser suportadas, o que torna o problema de alocação de banda às requisições altamente desafiador e de fundamental importância para o seu bom desempenho.Até onde se tem conhecimento, o único algoritmo de alocação de largura de banda da literatura possui dificuldades em permitir uma coexistência entre diferentes tipos de aplicações. Este trabalho concebe um novo algoritmo para alocação de banda em redes de circuito dinâmico denominado de Balanceamento de Banda Residual (BBR). O BBR explora características específicas de aplicações elásticas e procura balancear a banda residual dentro do intervalo de uma requisição. Adicionalmente se propõe uma estratégia de gerenciamento de recurso intitulada de Particionamento Dinâmico com Preempção com o objetivo de diminuir as diferenças de probabilidade de bloqueio entre as reservas antecipadas e as imediatas. Experimentos através de simulação mostram que o BBR alcança uma menor probabilidade de bloqueio comparado à heurística comumente utilizada na literatura. Além disso, o Particionamento Dinâmico com Preempção diminui o impacto que as reservas antecipadas causam sobre as imediatas sem comprometer um boa taxa de utilização da rede.

O aumento da demanda por sistemas computacionais mais eficientes para obter alto desempenho impôs novos desafios à comunidade de pesquisa, que precisou buscar por novas plataformas heterogêneas para grandes aplicações. Para utilizar todo o potencial dessas plataformas, podese agrupar a aplicação em grupos menores de modo que cada grupo seja executado em uma unidade de processamento específica, para reduzir o gargalo de comunicação, de acordo com o comportamento de comunicação durante a execução da aplicação. Com o propósito de oferecer um agrupamento mais eficiente, este projeto propõe a análise de agrupamento de uma aplicação levando em consideração não só o volume total de dados, mas também a distribuição desse volume durante o tempo de execução associado à restrição da banda e da taxa de transmissão. Embora alguns trabalhos considerem o volume total de dados para o agrupamento, não é evidenciado como esse volume é distribuído e como a restrição de banda afeta o agrupamento. Assim, neste projeto foi implementado um framework para sugerir um agrupamento considerando a distribuição do volume de comunicação e restrições de banda. Além disso, foi desenvolvido um módulo de extensão para a ferramenta externa MCProf (Memory and Communication Profiler) com o objetivo de obter a distribuição do volume de comunicação. A validação do framework foi realizada por meios de testes de agrupamentos de aplicações nos quais foram comparados o tempo de comunicação do agrupamento gerado pela execução do framework em relação aos resultado dos agrupamentos considerando os trabalhos da literatura. O uso desta abordagem apresentou um aumento no desempenho que variou de 1,117X a 2,621X para as aplicações usadas nos experimentos. / The increased demand for more efficient computing systems to achieve high performance proposed new challenges to the research community, which needed to search for new heterogeneous platforms for large applications. To utilize the full potential of these platforms, the application can be grouped into small groups that runs on a specific processing unit to reduce the communication bottleneck according to the communication behavior during application execution . With the purpose of offering a more efficient clustering, this project proposes the analysis of clustering of an application taking into account not only the total volume of data, but also the distribution of that volume during the execution time associated to the band and restriction of rate transmission. Although some studies consider the total volume of data for the cluster, it is not clear how this volume is distributed and how the band constraint affects clustering. Thus, in this project was implemented a framework to suggest a cluster considering the distribution of the volume of communication and band restrictions. In addition, an extension module was developed for the external tool MCProf (Memory and Communication Profiler) in order to obtain the distribution of the communication. The validation of the framework was performed by clsutering tests which used applications in which the communication time of the cluster generated by the execution of framework was compared to the results of the clusters considering the literature. The use of this approach showed an increase in performance ranging from 1.117X to 2.621X for the applications used in the experiments.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aturo Jose Fenile Peris.pdf: 4348655 bytes, checksum: 34479e7af136c0f06a1b46d21b30c1c4 (MD5) Previous issue date: 2012-06-22 / The design of the IEEE 802.11 standard allows, in certain situations, competition for access to the transmission medium results in an anomaly. As a result of this anomaly, mobile stations that should achieve high rates of transmission are impaired and don t get those rates. The consequence is the transmission capacity low utilization of the wireless system and the natural increasing of the time mobile stations stays on (and consuming energy); because of this, the increase in energy consumption is another effect of this anomaly. From this scenario, one way to deal with this anomaly is to have a better utilization of the wireless transmission medium. In this context, this work proposes a bench for studies of flow control in IEEE 802.11; this bench allows the management of bandwidth and the collection of traffic statistics from users sessions connected to the wireless network. As a resulting study from the bench using, there is a proposal to mitigate the anomaly through the user traffic management. The results indicate that the controlling the traffic from users who are in poor wireless transmission may produce a better utilization of transmission capacity of an IEEE 802.11 access point. / A concep??o do padr?o IEEE 802.11 permite que, em determinadas situa??es, a competi??o pelo acesso ao meio de transmiss?o resulte em uma anomalia. Como resultado dessa anomalia, esta??es m?veis que deveriam conseguir altas taxas de transmiss?o s?o prejudicadas e acabam por n?o conseguir essas taxas. A consequ?ncia ? o baixo aproveitamento da capacidade de transmiss?o do sistema sem fio e o natural aumento do tempo em que as esta??es m?veis permanecem ligadas e consumindo energia; por conta disso, o aumento no consumo de energia ? outro efeito dessa anomalia. A partir desse cen?rio, uma forma de combater essa anomalia ? a melhoria da utiliza??o do meio de transmiss?o sem fio. Nesse contexto, este trabalho apresenta uma proposta de bancada para estudos de controle de vaz?o em redes IEEE 802.11; essa bancada permite gerenciar a largura de banda e coletar dados estat?sticos relativos ao tr?fego das sess?es dos usu?rios conectados ? rede sem fio. Como estudo resultante da utiliza??o da bancada, h? uma proposta de mitiga??o da anomalia por meio da gest?o do tr?fego dos usu?rios. Os resultados indicam que o controle do tr?fego de usu?rios que est?o em m?s condi??es de transmiss?o sem fio pode melhorar o aproveitamento da capacidade de transmiss?o de um ponto de acesso IEEE 802.11.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-05-24T22:06:39Z No. of bitstreams: 1 AnamariaSM_DISSERT.pdf: 10659120 bytes, checksum: 007308f84bbdb900c2823d1a72b2f4a4 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-05-26T11:53:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AnamariaSM_DISSERT.pdf: 10659120 bytes, checksum: 007308f84bbdb900c2823d1a72b2f4a4 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-05-26T11:54:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AnamariaSM_DISSERT.pdf: 10659120 bytes, checksum: 007308f84bbdb900c2823d1a72b2f4a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T11:54:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnamariaSM_DISSERT.pdf: 10659120 bytes, checksum: 007308f84bbdb900c2823d1a72b2f4a4 (MD5) Previous issue date: 2016-05-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Communication systems it has excelled in the development, social, economic and cultural society. Every time there are new technologies seeking to offer the fastest, easy and reliable access to various communications services. In this context, the microstrip antennas stand out by having compact size and reduced cost. However, it presents some limitations related to narrow bandwidth and low gain. A significant advance to minimize these losses came to the use of structures EBG (Electromagnetic Band Gap) and PBG (Photonic Band Gap) in the components of the antennas. This paper proposes the study and analysis of the behavior of microstrip antennas properties designed with EBG/PBG structures in the substrate and the ground plane. So that the structures are arranged just under the patch and are developed with variations in radius, cylinder height and positioning in the ground plane. For the resonance frequency 5.85 GHz, and substrates of different permittivity. In computer modeling was used ANSYS HFFS® software. After analyzing the simulated results seven devices were built, through a vector network analyzer, the measurements of the main parameters were performed. Ultimately simulation are compared and measured values, so that the results presented in most configurations a concord in the pattern of graphics, although the frequency displacement. Also noted that antennas with the EBG/PBG structures presented multiband, enabling the application specific frequency bands as well as, an increase in the value of total gain, bandwidth and reduction of surface currents / Os sistemas de comunicação assumiram papéis fundamentais para o desenvolvimento, social, econômico e cultural na sociedade. A cada momento, surgem novas tecnologias procurando oferecer o acesso mais rápido, fácil e confiável aos diversos serviços de comunicações. Nesse contexto, as antenas de microfita se destacam por possuírem características como, tamanho compacto e custo reduzido. No entanto, apresentam algumas limitações relacionadas a largura de banda estreita e ganho reduzido. Um avanço significativo para minimizar essas perdas, proveio com a utilização de estruturas de bandas proibidas (EBG – Eletromagnetic Band Gap e PBG – Photonic Band Gap) nos componentes das antenas. Este trabalho propõe o estudo e análise do comportamento das propriedades de antenas de microfita projetadas com configurações de estruturas EBG/PBG no substrato e no plano de terra. De modo que as estruturas estão arranjadas apenas sob o patch e, são desenvolvidas com variações no raio, altura do cilindro e posicionamento no plano de terra. Para a frequência de ressonância de 5,85 GHz, e substratos de diferentes permissividades. Na modelagem computacional foi utilizado o software ANSYS HFFS®, e com a análise dos resultados simulados foram fabricados sete dispositivos, onde através de um analisador de redes vetoriais, foram realizadas as medições dos principais parâmetros. Por fim são comparados os valores simulados e medidos, de modo que que os resultados apresentaram na maioria das configurações uma concordância no padrão de seus gráficos, apesar dos deslocamentos de frequência. Também foi observado que as antenas com as estruturas EBG/PBG apresentaram comportamento de multibandas, possibilitando a aplicação em faixas de frequências específicas, assim como, ocorreu um aumento nos valores de ganho total, largura de banda e a redução das correntes de superfície / 2017-05-24

O aumento da demanda por sistemas computacionais mais eficientes para obter alto desempenho impôs novos desafios à comunidade de pesquisa, que precisou buscar por novas plataformas heterogêneas para grandes aplicações. Para utilizar todo o potencial dessas plataformas, podese agrupar a aplicação em grupos menores de modo que cada grupo seja executado em uma unidade de processamento específica, para reduzir o gargalo de comunicação, de acordo com o comportamento de comunicação durante a execução da aplicação. Com o propósito de oferecer um agrupamento mais eficiente, este projeto propõe a análise de agrupamento de uma aplicação levando em consideração não só o volume total de dados, mas também a distribuição desse volume durante o tempo de execução associado à restrição da banda e da taxa de transmissão. Embora alguns trabalhos considerem o volume total de dados para o agrupamento, não é evidenciado como esse volume é distribuído e como a restrição de banda afeta o agrupamento. Assim, neste projeto foi implementado um framework para sugerir um agrupamento considerando a distribuição do volume de comunicação e restrições de banda. Além disso, foi desenvolvido um módulo de extensão para a ferramenta externa MCProf (Memory and Communication Profiler) com o objetivo de obter a distribuição do volume de comunicação. A validação do framework foi realizada por meios de testes de agrupamentos de aplicações nos quais foram comparados o tempo de comunicação do agrupamento gerado pela execução do framework em relação aos resultado dos agrupamentos considerando os trabalhos da literatura. O uso desta abordagem apresentou um aumento no desempenho que variou de 1,117X a 2,621X para as aplicações usadas nos experimentos. / The increased demand for more efficient computing systems to achieve high performance proposed new challenges to the research community, which needed to search for new heterogeneous platforms for large applications. To utilize the full potential of these platforms, the application can be grouped into small groups that runs on a specific processing unit to reduce the communication bottleneck according to the communication behavior during application execution . With the purpose of offering a more efficient clustering, this project proposes the analysis of clustering of an application taking into account not only the total volume of data, but also the distribution of that volume during the execution time associated to the band and restriction of rate transmission. Although some studies consider the total volume of data for the cluster, it is not clear how this volume is distributed and how the band constraint affects clustering. Thus, in this project was implemented a framework to suggest a cluster considering the distribution of the volume of communication and band restrictions. In addition, an extension module was developed for the external tool MCProf (Memory and Communication Profiler) in order to obtain the distribution of the communication. The validation of the framework was performed by clsutering tests which used applications in which the communication time of the cluster generated by the execution of framework was compared to the results of the clusters considering the literature. The use of this approach showed an increase in performance ranging from 1.117X to 2.621X for the applications used in the experiments.

As redes de telecomunicações se dividem em redes de longa distância, redes metropolitanas e redes de acesso. As redes de longa distância e metropolitana usufruem a alta capacidade de largura de banda da fibra óptica, enquanto nas redes de acesso há um gargalo de largura de banda por causa do uso de pares de fios e cabo coaxial. Para solucionar este problema e oferecer aos usuários acesso banda larga de baixo custo foram propostas as redes ópticas passivas (passive optical network - PON). A PON é formada por dois elementos básicos, a unidade de rede óptica (optical network unit - ONU), localizada perto dos assinantes, e o terminal de linha óptica (optical line terminal - OLT), localizado próximo ao provedor de serviços. Dentre os padrões disponíveis para redes PON, o Ethernet (EPON), padronizado pelo grupo IEEE 802.3ah, é opção atraente porque ele é bastante difundido nas redes locais. O protocolo de controle multiponto (multipoint control protocol - MPCP), já especificado, é responsável pelo controle de acesso ao meio, fornecendo infra-estrutura de sinalização para transmissão entre OLT e ONUs. Entretanto, o algoritmo de alocação de largura de banda, que realiza o controle de acesso ao meio com base no MPCP, foi considerado fora do escopo de trabalho do grupo de trabalho, permitindo que seja desenvolvido pelos fornecedores de equipamentos. Neste trabalho, arquiteturas de rede EPON e o protocolo MPCP são descritos e algoritmos de alocação de largura de banda são avaliados mediante simulação computacional. São abordados os algoritmos de alocação de largura de banda que integram multiplexação estatística e técnicas para o suporte a classes de serviços diferenciados, com base no esquema de multiplexação por divisão no tempo (time division multiplexing - TDM). Algoritmos que integram a multiplexação por divisão em comprimento de onda (wavelength division multiplexing - WDM) à arquitetura EPON TDM são também investigados. Os algoritmos WDM-TDM permitem a atualização progressiva da EPON que emprega o esquema TDM para WDM. / Telecommunication networks are divided into core, metropolitan and access networks. The core and metropolitan networks use high capacity bandwidth optical fibers, while the access networks have bandwidth bottlenecks because of the use of twisted-pair wires and coaxial cable. To solve this problem and to offers the users broadband access at low cost the use of passive optical networks (PON) is proposed. A PON is formed by two basic elements, the optical network unit (ONU), positioned close to the customers and the optical line terminal (OLT), located close to the service provider. Within the available standards for PON networks, the Ethernet (EPON), standardised by the IEEE group 802.3ah, is an attractive option because it is already widely used in local networks. The multipoint control protocol (MPCP), already specified, is responsible for the media access control, providing signaling infrastructure for transmission between OLT and ONUs. However, the bandwidth allocation algorithm, that controls access based on MPCP, was considered outside the scope of the work group, permitting that this be developed by equipment providers. In this work, EPON architectures and the MPCP protocol are described and bandwidth allocation algorithms are evaluated with computational simulation. Bandwidth allocation algorithms which integrate statistical multiplexing and techniques to support for differentiated classes of service, based on time division multiplexing (TDM) scheme are investigated. Algorithms that integrate wavelength division multiplexing (WDM) to the EPON TDM architecture are also investigated. The WDM-TDM algorithms permit the progressive upgrade of EPON based TDM to WDM schemes.

Para que um transdutor ultrassônico gere e transmita um pulso curto e receba ecos com elevada sensibilidade, além de uma camada de retaguarda que absorva as ondas emitidas para trás, é necessário que haja um bom casamento de impedância acústica entre a cerâmica piezelétrica e o meio externo (camada de acoplamento). Quando comparado ao acoplamento em líquido, o acoplamento em ar é ainda mais complexo, pois este tipo resulta em perdas elevadas durante a transmissão e a recepção dos sinais acústicos, devido à grande diferença de impedância acústica entre a cerâmica e o ar. Certas aplicações requerem um acoplamento em ar e, para isso, os transdutores ultrassônicos usados devem ter banda larga, além de uma baixa impedância acústica. O aumento da largura de banda de um transdutor piezelétrico pode ser alcançado com o emprego de piezocompósitos, de uma camada de retaguarda, de camadas de acoplamento frontal e melhorias na parte eletrônica. A contribuição deste trabalho visa a estudar e desenvolver piezocompósitos com maior largura de banda para aplicação em transdutores de ultrassom para acoplamento em ar. De modo geral, os piezocompósitos possibilitam um maior fator de acoplamento eletromecânico e uma menor impedância acústica quando comparado às cerâmicas piezelétricas convencionais. Neste trabalho foram realizadas a modelagem, a construção e a caracterização de três tipos de piezocompósitos: piezocompósitos com gradação da densidade, piezocompósitos 2-2, e piezocompósitos 1-3. Naqueles com gradação da densidade,variaram-se os parâmetros profundidade, largura e distribuição dos cortes. O método de elementos finitos foi utilizado para analisar a influência dos parâmetros dos cortes. Os piezocompósitos foram construídos a partir de piezocerâmicas circulares e retangulares. Alguns dos piezocompósitos construídos foram submetidos a experimentos de interferometria a laser, mostrando a variação da distribuição dos deslocamentos máximos na superfície em função da frequência. A partir do espectro de frequência da condutância e dos valores inferiores e superiores da largura de banda foram analisados os deslocamentos máximos nas diversas regiões da superfície dos piezocompósitos. Nos piezocompósitos gradados observou-se que os deslocamentos máximos em determinadas regiões da superfície do piezocompósito dependiam da frequência de excitação. Desse modo, os piezocompósitos gradados apresentaram fator de acoplamento eletromecânico e largura de banda maiores do que os dos piezocompósitos 1-3. Transdutores com emissão em ar construídos a partir de piezocompósito gradado e do tipo 1-3 foram caracterizados e medidos os parâmetros largura de banda e fator de acoplamento eletromecânico. O transdutor construído a partir do piezocompósito gradado apresentou maior largura de banda quando comparado com o transdutor do tipo 1-3. / In order to generate and emit a short pulse and receive the echoes with high sensitivity, an ultrasound transducer requires a backing layer to attenuate the signal going backwards and a matching layer to match the acoustical impedances of the piezoceramic and the medium. When compared to liquid coupling, air coupling is further complicated because the large mismatch in acoustic impedance between the ceramic and air results in high losses during transmission and reception of acoustic signals. Certain applications require air-coupling and, therefore, the ultrasonic transducers used must be broadband and have low acoustic impedance. The increase of the bandwidth of a piezoelectric transducer can be achieved with the use of piezocomposites, a back layer, frontal coupling layers and improvements in the electronic part. The contribution of this work aims to study and develop piezocomposites with higher bandwidth for application in ultrasonic transducers with air coupling. In general, the piezocomposites allow a higher electromechanical coupling factor and a lower acoustic impedance when compared to conventional piezoelectric ceramics. In this work, three types of piezocomposites were made: piezocomposites with density gradation, piezocomposites 2-2, and piezocomposites 1-3. In those with density gradation, depth, width and distribution of the cuts were varied. The finite element method was used to analyze the influence of the cut parameters. The piezocomposites were constructed from circular and rectangular piezoceramics. Some of the constructed piezocomposites were submitted to laser interferometry experiments, which showed the variation of the distribution of the maximum displacements in the surface as a function of the frequency. From the frequency spectrum of the conductance curve and of the lower and upper values of bandwidth, the maximum displacements in the various surface regions of the piezocomposites were analyzed. In the graded piezocomposites it was observed that the maximum displacements in certain regions of the surface of the piezocomposite depend on the frequency of excitation. Thus, the graded piezocomposites presented higher electromechanical coupling factor and bandwidth than the piezocomposites 1- 3. Air-coupled transducers constructed from graded piezocomposite and type 1-3 were characterized and measured the parameters bandwidth and electromechanical coupling factor. The transducer constructed from the graded piezocomposite presented higher bandwidth when compared to the type 1-3 transducer.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-04-18T14:40:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Anderson_Martins.pdf: 8654389 bytes, checksum: f6e25bd57867fb8466bfe88dcf25afb3 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-04-19T14:42:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Anderson_Martins.pdf: 8654389 bytes, checksum: f6e25bd57867fb8466bfe88dcf25afb3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-19T14:43:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Anderson_Martins.pdf: 8654389 bytes, checksum: f6e25bd57867fb8466bfe88dcf25afb3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-09-29 / Sem bolsa / Dados recentes mostram que há uma demanda crescente de aplicações de vídeo em dispositivos móveis, sendo este um grande desafio para pesquisas em arquiteturas de codificadores de vídeo de alto desempenho como o padrão HEVC. Em um sistema embarcado o consumo de energia e o desempenho estão diretamente ligados ao sistema de memória. No codificador de vídeo não é diferente, e no HEVC a etapa de estimação de movimento (ME) é conhecida por ser responsável pela maior parte do tempo de processamento e acesso à memória. Portanto, este trabalho apresenta uma exploração do espaço de projeto para definir configurações de memória cache eficientes em energia para o processo da ME e, propor uma hierarquia de memória cache configurável, considerando diferentes sequências de vídeo e configurações do codificador HEVC. A avaliação considerou o algoritmo TZ Search, amplamente utilizado, 23 sequências de vídeo com resoluções distintas e quatro Parâmetros de Quantização (QPs) sob 32 configurações de cache diferentes. Um simulador de cache foi desenvolvido e a ferramenta CACTI foi utilizada para obter parâmetros de tempo e energia. Assim, foi possível identificar configurações de cache ótimas para cada cenário, visto que não existe uma única configuração de memória cache que satisfaça todos os cenários ao mesmo tempo quando o objetivo é redução de energia. Considerando a configuração ótima de cache para cada cenário, o uso de cache pode levar a uma economia de largura de banda da memória externa de até 97,37%, que corresponde a uma redução de 25,48GB/s para 548,53MB/s em um caso. A redução de energia chega a 93,95%, o que corresponde, uma redução de energia de 5,02mJ para 0,30mJ, ao comparar diferentes configurações de cache. Estes resultados possibilitaram propor uma hierarquia de memória cache configurável para o processo de estimação de movimento que é capaz de atender eficientemente todos os cenários testados. Para a arquitetura configurável proposta foram encontradas economia de energia de até 78,09% quando as configurações ótimas são comparadas com o pior caso dentro da cache configurável (16KB-8). Já quando comparada com Level-C, foram alcançadas economia de energia de até 86,91%. Além disso, a economia de largura de banda alcançada ficou entre 90,21% e 96,84% com uma média de 94,97%. / Recent data show that there is a growing demand for video applications on mobile devices, which is a major challenge for research into high performance video encoder architectures such as the HEVC standard. In an embedded system, power consumption and performance are directly connected to the memory system. In the video encoder it is no different, and in the HEVC the motion estimation (ME) step is known to be responsible for most of the processing time and memory access. Therefore, this work presents an exploration of the design space to define energy-efficient cache memory configurations for the ME process and propose a configurable cache memory hierarchy considering different video sequences and HEVC encoder configurations. The evaluation considered the widely used TZ Search algorithm, 23 video sequences with distinct resolutions, and four Quantization Parameters (QPs) under 32 different cache configurations. A cache simulator was developed and the CACTI tool was used to obtain time and energy parameters. Thus, it was possible to identify optimal cache configurations for each scenario, since there is no single cache configuration that satisfies all scenarios at the same time when the goal is to reduce power. Considering the optimal cache configuration for each scenario, cache usage can lead to external memory bandwidth savings of up to 97.37%, which corresponds to a reduction of 25.48GB/s to 548.53MB/s in one case. The energy reduction comes to 93.95%, which corresponds to an energy reduction of 5.02mJ to 0.30mJ when comparing different cache configurations. These results have made it possible to propose a configurable cache memory hierarchy for motion estimation process that is capable of efficiently satisfying all scenarios tested. For the proposed configurable architecture, energy savings of up to 78.09% were found when the optimal configurations were compared to the worst case within the configurable cache (16KB-8). When compared to Level-C, energy savings of up to 86.91% were achieved. In addition, the external memory bandwidth savings achieved was between 90.21% and 96.84% with an average of 94.97%.

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012