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Caracterización y optimización térmica de sistemas en chip mediante emulación con FPGAs= Thermal characterization and optimization of systems-on-chip through FPGA-based emulation

García del Valle, Pablo (2012) Caracterización y optimización térmica de sistemas en chip mediante emulación con FPGAs= Thermal characterization and optimization of systems-on-chip through FPGA-based emulation. Tesis PhD.

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Abstract

El estado del arte, en lo que a diseño de chips para empotrados se refiere, se encuentra dominado por los multi-procesadores en chip, o MPSoCs. Son complejos de diseñar y presentan problemas de disipación de potencia, de temperatura, y de fiabilidad. En este contexto, esta tesis propone una nueva plataforma de emulación para facilitar la exploración del enorme espacio de diseño.
La plataforma utiliza una FPGA de propósito general para acelerar la emulación, lo cual le da una ventaja competitiva frente a los simuladores arquitectónicos software, que son mucho más lentos. Los datos obtenidos de la ejecución en la FPGA son enviados a un PC que contiene bibliotecas (modelos) SW para calcular el comportamiento (e.g.: la temperatura, el rendimiento, etc...) que tendría el chip final. La parte experimental está enfocada a dos puntos: por un lado, a verificar que el sistema funciona correctamente y, por otro, a demostrar la utilidad del entorno para realizar exploraciones que muestren los efectos a largo plazo que suceden dentro del chip, como puede ser la evolución de la temperatura, que es un fenómeno lento que normalmente requiere de costosas simulaciones software.
Tablets and smartphones are some of the many intelligent devices that dominate the consumer electronics market. These systems are complex to design as they must execute multiple applications (e.g.: real-time video processing, 3D games, or wireless communications), while meeting additional design constraints, such as low energy consumption, reduced implementation size and, of course, a short time-to-market. Internally, they rely on Multi-processor Systems on Chip (MPSoCs) as their main processing cores, to meet the tight design constraints: performance, size, power consumption, etc. In a bad design, the high logic density may generate hotspots that compromise the chip reliability. This thesis introduces a FPGA-based emulation framework for easy exploration of SoC design alternatives. It provides fast and accurate estimations of performance, power, temperature, and reliability in one unified flow, to help designers tune their system architecture before going to silicon

Item Type:Thesis (PhD)
Additional Information:Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Informática, Departamento de Arquitectura de Computadores y Automática, leída el 15/06/2012
Directors:
DirectorsDirector email
Atienza Alonso, DavidUNSPECIFIED
Mendías Cuadros, José ManuelUNSPECIFIED
Uncontrolled Keywords:Sistemas Empotrados, Emulación, FPGA, Sistemas Operativos en tiempo real, Microcontroladores, SoC, MPSoC, Temperatura, Fiabilidad, Potencia, Consumo. Embedded systems, Emulation, FPGA, Real-time OOSS, Microcontrollers, SoC, MPSoC, Temperature, Reliability, Power.
Subjects:Sciences > Computer science > Integrated circuits
ID Code:16254
Deposited On:07 Sep 2012 07:49
Last Modified:07 Feb 2014 09:25

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