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Previous issue date: 2014-02-26 / Multiprocessor systems on chip (MPSoCs), using networks on chip (NoC) as the communication infrastructure, result from the continuous reduction in the transistors size and the need for increasing computational power. This increased computing capacity is obtained through the reuse of components (processors, memories, routers, etc.), which also provides scalability, and simplifies the design process. MPSoCs with hundreds of processing elements (PEs) follows the Moore's law, and according to the ITRS 2011 it is predicted up to 1000 PEs in a single chip at the end of 2025. This estimation is driven mainly by the telecommunications and multimedia market, which includes devices such as smartphones and mobile computers. Such devices require systems able to execute a wide range of applications, with different performance requirements. Thus, the system must be able to provide quality of service (QoS) to applications, and adjust the resources usage at runtime. Literature proposais provide runtime QoS adaptation taking finto consideration the use of only one or two QoS techniques. Considering the application diversity that may execute in MPSoCs, applications may have different QoS requirements, requiring more computing resources, communication resources, or both simultaneously. Therefore, this work aims to explore different QoS levels addressing four different adaptive QoS techniques managed at runtime according to the soft real-time applications' requirements. It is assumed that the MPSoC is partitioned in regions, named clusters, with one manager PE per cluster. This adaptive management is controlled through a heuristic that is executed by the OS of each cluster manager. A hybrid monitoring infrastructure provides the necessary information for the adaptive heuristic. This infrastructure is divided in two hierarchical levels, being scalable and with an intrusion levei that corresponda, in the worst case, to 0.8% of the link utilization. The runtime adaptive QoS management acta in computing, communication, or both, enabling soft real time applications to restore their performance after detected a performance decrease by monitoring. Furthermore, a debugging tool for NoC-based MPSoCs is proposed in this work. This tool provides a communication protocol level debugging, and helps the process of implementation, validation and extraction of results of new system protocols. / Sistemas multiprocessados em chip (MPSoCs), baseados em redes em chip (NoCs), s?o resultados da cont?nua redu??o no tamanho dos transistores e na busca por um crescente poder computacional. Este aumento da capacidade de computa??o ? alcan?ado atrav?s da replica??o de componentes (processadores, mem?rias, roteadores, etc.),o que tamb?m fornece escalabilidade e simplifica o projeto. A estimativa de MPSoCs com elevado n?mero de processadores acompanha a lei de Moore, e segundo o ITRS 2011 s?o previstos at? 1000 elementos de processamento (PE) em um ?nico chip at? o ano de 2025. Esta estimativa ? impulsionada principalmente pela mercado de telecomunica??es e multim?dia, que inclui dispositivos como smarthphones e computadores m?veis. Este tipo de emprego de MPSoCs exige que tais sistemas sejam capazes de suportar uma variada gama de aplica??es e com diversos requisitos de desempenho. Assim, o sistema deve ser capaz de fornecer qualidade de servi?o (QoS) para as aplica??es e ajust?-la em tempo de execu??o. As propostas atuais da literatura visam fornecer adapta??o de QoS em tempo de execu??o levando em considera??o o uso de poucas ou de somente uma t?cnica de QoS. Observada a variedade de aplica??es ? claramente percept?vel que certas aplica??es possuem requisitos diferenciados de QoS, podendo requisitar mais recursos de computa??o, comunica??o, ou ambos simultaneamente. Portanto, este trabalho prop?e explorar diferentes n?veis de QoS atrav?s do uso de quatro diferentes t?cnicas adaptativas de QoS que s?o gerenciadas em tempo de execu??o de acordo com os requisitos das aplica??es. O gerenciamento ? distribu?do atrav?s do particionamento do MPSoC em regi?es, denominadas clusters, havendo um PE respons?vel pela ger?ncia de cada cluster. Este gerenciamento adaptativo ? realizado atrav?s de uma heur?stica que ? executada em cada sistema operacional gerente de cluster. Uma infraestrutura de monitoramento h?brido fornece as informa??es necess?rias para a heur?stica adaptativa. Esta infraestrutura ? dividida em dois n?veis hier?rquicos, sendo escal?vel e com um n?vel de intrus?o que corresponde no pior caso a 0,8% de utiliza??o do enlace da NoC. O gerenciamento adaptativo de QoS em tempo de execu??o age na computa??o, comunica??o ou em ambos e faz com que aplica??es de tempo real flex?veis possam restaurar seu desempenho ap?s detectado uma queda do mesmo pelo monitoramento. Neste trabalho ? tamb?m proposta uma ferramenta de depura??o para MPSoCs baseados em NoC, esta ferramenta fornece depura??o no n?vel de protocolo de comunica??o ente os PEs,e facilita o processo de implementa??o, valida??o e obten??o de resultados de novos protocolos para o sistema.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/5250 |
| Date | 26 February 2014 |
| Creators | Ruaro, Marcelo |
| Contributors | Moraes, Fernando Gehm |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia da Computa??o, PUCRS, BR, Faculdade de Inform?ca |
| 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:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1974996533081274470, 500, 600, 1946639708616176246 |
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