Entwurfsraumexploration heterogener Multi-Prozessor-Systeme

Beschreibung

Eingebettete Systeme werden zunehmend als Multi-Prozessor-Systeme umgesetzt. Die wachsende Anzahl parallel zu bearbeitender Applikationen sowie die steigende Komplexität der einzelnen Applikationen selbst führt dabei zu einer stetig steigenden Anzahl der Prozessoren in diesen Systemen, wodurch der zu betrachtende Entwurfsraum nicht-linear anwächst. Mit der Entwurfsraumexploration wird daher versucht, insbesondere folgende Fragen zu beantworten: "Welche und wie viele Prozessoren sind notwendig, um die aus dem Applikationsszenario resultierenden Anforderungen zu erfüllen?" sowie "Wie kann das gegebene Applikationsszenario sinnvoll auf die parallele Architektur abgebildet werden?". Bisherige Ansätze bilden dafür die einzelnen Applikationen manuell oder automatisch auf das zu untersuchende System ab und bestimmen die notwendigen Kennzahlen entweder analytisch oder mithilfe von Simulationen. Die so gewonnenen Ergebnisse werden dann zur Verbesserung einzelner Applikationen, der Architektur oder der Abbildung der Applikationen auf die Architektur verwendet. Bedingt durch die Komplexität des Problems der Bestimmung einer geeigneten Abbildung sind diese Ansätze jedoch zu zeitintensiv als dass sie die Exploration großer Entwurfsräume erlauben. In dieser Arbeit wird daher ein Ansatz vorgestellt, der die globale Exploration über Parallelitätsanalyse ohne die konkrete Abbildung der Applikation auf das System ermöglicht. Erst zur lokalen Optimierung des Systems wird auf die Methode der Abbildung der Applikation auf das System zurückgegriffen. Es wird gezeigt, dass dieses Problem als Packungsproblem aufgefasst und mit linearer Programmierung gelöst werden kann. Der Vergleich des so definierten Referenzpunkts mit der einfachen Heuristik des listenbasierten Schedulings wird zeigen, dass letzteres Vorgehen vergleichsweise gute Ergebnisse ohne das Iterieren über verschiedene Abbildungen liefert. Die geringe Komplexität des Ansatzes erlaubt zudem die Nutzung desselben zur dynamischen Abbildung der Applikationen auf das System zur Laufzeit.

Autor*in

Bastian Ristau

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Betriebsmittelverwaltung Leistungsbewertung Mehrprozessorsystem Optimierungsproblem Scheduling System-on-Chip

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