HW-SW codesignou

a solução errada para o problema certo

CMP5022002/II

Parte do contexto

• Década de 90: consolidação da síntese de alto nível (10 anos)

• Mercado de semicondutores:– foco no volume– projeto de chips envolve basicamente hardware– mesmo processadores são basicamente HW

• Mercado mundial de eletrônica: sistemas

Síntese de sistemas

• Uma perspectiva do início dos anos 90:• Como capturar o SW que o sistema deve

executar?– VHDL-OO– Handle-C

• Como decidir o que é SW e o que é HW?

Uma perspectiva histórica

• De Micheli-Gupta– partindo do HW, move operações não críticas

ou custosas para SW (91)• Athanas, Silverman

– identifica no código parcelas críticas, e move operações para HW na medida das necessidades

• HW modificável: densidade aumenta selvagemente no início dos 90!

O problema

• Projeto de HW feito com conjunto de ferramentas diferentes que o de SW

• conceitos como paralelismo são diferentes em cada domínio

• maioria dos sisteemas digitais contém ambos, mas há uma serialização de tarefas

Um resumo dos esforços

• Classificação: Jay Adams, Donald Thomas• Modelo tipo I: o HW executa o SW

– relação de abstração simples entre HW-SW– mais de um componente físico possível– modelo mais clássico de como se faz projeto

• Modelo tipo II: HW e SW modelados da mesma maneira– microprocessador sintetizados a partir de síntese

comportamental

Vantagens e desvantagens

• Modelo I:– config. SW e HW interdependente– fronteira móvel

• Modelo II:– mais espaço de projeto para mover a fronteira– especificação comun

Tarefas de projeto I

• Co-simulação– domínios diferntes, granularidades diferentes– desempenho do simulador crítico– modelo do HW tem de estar disponível cedo

para avaliação de desempenho– a interface de comunicação tem de estar

presente (bus e suas transações)

Tarefas II

• Co-síntese– partição, problema ou não– critérios de partição– como estabelecer critérios adequados– foi a festa de 5 anos– performance, custo, ‘possibiloidade de

modificações tardias, natureza da computação, concorrência e overhead de comunicação

Fluxo de projeto

• modelar HW e SW como grafo• usar o domínio de aplicação para limitar o

problema• colocar pesos nos arcos segundo algum critério• definir problema como NP-completo• definir heurística adequada• publicar paper

O modelo de HW

• Processador embarcado• Sistema heterogêneo• ASIPs• Co-processadores

Resultados publicados

• Aceleração sim, mas pouca comparação com realidade

• Processador + HW dedicado: as vezes mais lento que só processador

• Por que não usar vários processadores? Custo até mais baixo

• O exemplo certo é tudo

Resultados comerciais

• Coware– modelo processador único (ARM)– aplicações DSP para comunicações

• Arexys– modelo processadores heterogêneos

distribuídos– mercado militar

Olhar apresentações correlatas

A novidade: REUSO

• A questão da especificação conjunta • Como incorporar núcleos a partir da

especificação?– Uso de modelos abstratos para especificação– Uso de modelos estruturais para HW alvo

A nova realidade (ou não)

• Volumes cada vez maiores são exigidos– custo de máscaras para tecnologia d eponta

devem ser amortizados– custo de foundries absurdo

• Microprocessadores encontrados em todos os tamanhos, desempenhos e potência

• Avanços na computação paralela e distribuída

Consequentemente...

• HW único, muda só o SW• Projeto basedo em plataforma• Mas há outras mudanças

– HW cconfigurável cada vez mais barato e de maior desempenho

– aplicações demandam cada vez menor consumo de potência, HW genérico é péssimo

– é uma corrida ou uma luta acadêmica?