Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/35857
Type: Dissertação
Title: Uma abordagem para particionamento hardware/software baseada em reconfiguração parcial e dinâmica
Authors: Iuri Silva Castro
First Advisor: Alair Dias Junior
First Co-advisor: Janier Arias Garcia
First Referee: Diógenes Cecílio da Silva Júnior
Second Referee: Luiz Carlos Bambirra Torres
Abstract: A mudança no paradigma computacional atual para um modelo de estrutura virtual descentralizada, conhecido como computação em nuvem, e a utilização da Internet das Coisas (IoT), está permitindo inúmeras inovações em aplicações industriais, e possibilitando a redução de custos, redução no time-to-market (TTM) e aumento de flexibilidade dos sistemas. No entanto, um efeito colateral desse novo paradigma é o aumento da latência, sendo ineficaz para sistemas que requerem baixa latência entre a aquisição de dados e a atuação no processo. Para esses sistemas sensíveis à latência, a computação na borda, ou edge-computing, se apresenta como uma solução ideal, pois parte da computação é realizada nos dispositivos de fronteira (edge devices). A introdução da computação na borda exige um aumento no poder computacional dos sistemas embarcados, e assim, obriga os desenvolvedores a buscarem por novas tecnologias e novas arquiteturas para atender tal necessidade. A utilização de plataformas de computação heterogêneas e um design colaborativo de hardware/software é uma solução promissora para atender tais necessidades, sendo necessário considerar, em nível de projeto, o particionamento hardware/software da aplicação. O particionamento hardware/software quando feito de forma não estruturada, causa o acoplamento das camadas de hardware e software da aplicação e leva, entre outros, a um aumento na complexidade do desenvolvimento da aplicação. Neste trabalho é apresentado uma abordagem para particionamento hardware/software utilizando reconfiguração parcial e dinâmica, onde um método de particionamento estruturado é proposto. O método proposto mostra-se capaz de suportar a utilização de reconfiguração parcial e dinâmica e de desacoplar as camadas de hardware e software da aplicação, sendo ele aplicado em um estudo de caso de um classificador de padrões, mostrando-se capaz de suportar aplicações reais da indústria.
Abstract: The shift in the current computing paradigm to a decentralized virtual structural model, known as cloud computing, and the use of Internet of Things (IoT), is enabling numerous innovations in industrial applications, resulting in cost reduction, better time-to-market (TTM) and increased flexibility of the systems. However, a known side effect of this new paradigm is increased latency, being ineffective for systems that require low latency between acquiring data and process execution. For these latency-sensitive systems, edge-computing is an ideal solution because part of the computing is performed on edge devices. The introduction of edge-computing requires an increase in computing power of embedded systems, forcing developers to search for new technologies and new architectures to fulfill these needs. The utilization of heterogeneous computing platforms associated with a hardware/software collaborative design is a promising solution to meet such requirements, as long as we observe, at the design level, a balanced hardware/software partitioning of the application. When approached in a non-structured manner, this partitioning results in the coupling between the application’s hardware and software layers and increases the application complexity, among other problems. This work presents an approach for the partitioning between hardware and software which leverages the dynamic and partial reconfiguration (DPR) features of the device. The proposed structured method was applied in a case study of a pattern classification algorithm showing that it is capable of supporting DPR and reducing the coupling between the application’s hardware and software layers in real-world applications.
Subject: Engenharia elétrica
Sistemas embutidos de computador
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/35857
Issue Date: 12-Dec-2019
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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