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Previous issue date: 2008-02-21 / The increase of applications complexity has demanded hardware even more flexible and able to achieve higher performance. Traditional hardware solutions have not
been successful in providing these applications constraints. General purpose processors have inherent flexibility, since they perform several tasks, however, they can not reach high performance when compared to application-specific devices. Moreover, since application-specific devices perform only few tasks, they achieve high performance, although they have less flexibility. Reconfigurable architectures emerged as an alternative to traditional approaches and have become an area of rising interest over the last decades. The purpose of this new paradigm is to modify the device s behavior according to the application. Thus, it is possible to balance flexibility and performance and also to attend the applications constraints. This work presents the design and implementation of a coarse grained hybrid reconfigurable architecture to stream-based applications. The architecture, named RoSA, consists of a reconfigurable logic attached to a processor. Its goal is to exploit the instruction level parallelism from intensive data-flow applications to accelerate the application s execution on the reconfigurable logic. The instruction level parallelism extraction is done at compile time, thus, this work also presents an optimization phase to the RoSA architecture to be included in the GCC compiler. To design the architecture, this work also presents a methodology based on hardware reuse of datapaths, named RoSE. RoSE aims to visualize the reconfigurable units through reusability levels, which provides area saving and datapath
simplification. The architecture presented was implemented in hardware description language (VHDL). It was validated through simulations and prototyping. To characterize
performance analysis some benchmarks were used and they demonstrated a speedup of 11x on the execution of some applications / O aumento na complexidade das aplica??es vem exigindo dispositivos cada vez mais flex?veis e capazes de alcan?ar alto desempenho. As solu??es de hardware tradicionais s?o ineficientes para atender as exig?ncias dessas aplica??es. Processadores de prop?sito geral, embora possuam flexibilidade inerente devido ? capacidade de executar diversos tipos de tarefas, n?o alcan?am alto desempenho quando comparados ?s arquiteturas de aplica??o espec?fica. Este ?ltimo, por ser especializado em uma pequena quantidade de tarefas, alcan?a alto desempenho, por?m n?o possui flexibilidade. Arquiteturas reconfigur?veis surgiram como uma alternativa ?s abordagens convencionais e vem ganhado espa?o nas ?ltimas d?cadas. A proposta desse paradigma ? alterar o comportamento do hardware de acordo com a aplica??o a ser executada. Dessa forma, ? poss?vel equilibrar flexibilidade e desempenho e atender a demanda das aplica??es atuais. Esse trabalho prop?e o projeto e a implementa??o de uma arquitetura
reconfigur?vel h?brida de granularidade grossa, voltada a aplica??es baseadas em fluxo de dados. A arquitetura, denominada RoSA, consiste de um bloco reconfigur?vel anexado a um processador. Seu objetivo ? explorar paralelismo no n?vel de instru??o de aplica??es com intenso fluxo de dados e com isso acelerar a execu??o dessas aplica??es no bloco reconfigur?vel. A explora??o de paralelismo no n?vel de instru??o ? feita em tempo de compila??o e para tal, esse trabalho tamb?m prop?e uma fase de otimiza??o para a arquitetura RoSA a ser inclu?da no compilador GCC. Para o projeto da arquitetura esse trabalho tamb?m apresenta uma metodologia baseada no reuso de hardware em caminho de dados, denominada RoSE. Sua proposta ? visualizar as unidades reconfigur?veis atrav?s de n?veis de reusabilidade, que permitem a economia de ?rea e a simplifica??o do projeto do caminho de dados da arquitetura. A arquitetura proposta foi implementada em linguagem de descri??o de hardware (VHDL). Sua valida??o deu-se atrav?s de simula??es e da prototipa??o em FPGA. Para an?lise de desempenho foram utilizados alguns estudos de caso que demonstraram uma
acelera??o de at? 11 vezes na execu??o de algumas aplica??es
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/17978 |
| Date | 21 February 2008 |
| Creators | Pereira, M?nica Magalh?es |
| Contributors | CPF:43728090425, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780113E2, Carro, Luigi, CPF:43225063053, http://lattes.cnpq.br/8544491643812450, Netto, Eduardo Br?ulio Wanderley, CPF:77889770472, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798543Y3, Silva, Ivan Saraiva |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Sistemas e Computa??o, UFRN, BR, Ci?ncia da Computa??o |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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