Supervision : Alain GREINER

Méthode de prototypage virtuel permettant l’évaluation précoce de la consommation énergétique dans les systèmes intégrés sur puce

Depuis quelques années, les systèmes embarqués n’ont pas cessé d’évoluer. Cette évolution a conduit à des circuits de plus en plus complexes pouvant comporter plusieurs centaines de processeurs sur une même puce. Si la progression des techniques de fabrication des systèmes intégrés, a permis l’amélioration des performances de ces derniers en terme de temps et de capacité de traitement, elle a malheureusement amené une nouvelle contrainte de conception. En effet, cette nouvelle génération de systèmes consomme plus d’énergie et nécessite donc la prise en compte, pendant la phase de conception, des caractéristiques énergétiques dans le but de trouver le meilleur compromis (performance / énergie). Des études montrent qu’une estimation précoce de la consommation – i.e. au niveau comportemental – permet une meilleure diminution de l’énergie consommée par le système. L’outil EDPE (Early Design Power Estimation), objet de cette thèse, propose en réponse à ce besoin, une procédure permettant la caractérisation énergétique précoce d’une architecture de type MPSoC (MultiProcessor System on Chip) dans la phase de prototypage virtuel en SystemC. EDPE s’appuie sur des modèles de consommation par composant pour en déduire l’énergie dissipée par le système global lorsque le système est simulé au niveau CABA (Cycle Accurate Byte Accurate) ou encore TLM (Transaction Level Model). Les modèles proposés par EDPE, ont été intégrés dans la bibliothèque de prototypage virtuel SoClib. Ainsi, pendant la phase d’exploration architecturale, le concepteur dispose en plus des caractéristiques temporelles et spatiales de son circuit, d’une estimation précise de sa consommation énergétique. L’élaboration de modèles de consommation pour les différents composants matériels d’un système, à l’aide d’EDPE, est simple, homogène et facilement généralisable. Les résultats obtenus montrent la capacité d’EDPE à prédire la consommation énergétique de différentes applications logicielles déployées sur une même architecture matérielle de manière précise et rapide.

2009-2014 Publications

• 2014
  • Kh. Zine el Abidine : “Méthode de prototypage virtuel permettant l’évaluation précoce de la consommation énergétique dans les systèmes intégrés sur puce”, thesis, phd defence 10/16/2014, supervision Greiner, Alain (2014)
• 2013
  • D. Genius, A. Munier‑Kordon, Kh. Zine el Abidine : “Space Optimal Solution for Data Reordering in Streaming Applications on NoC based MPSoC”, Journal of Systems Architecture, vol. 59 (7), pp. 455-467, (Elsevier) (2013)
• 2012
  • D. Genius, Kh. Zine el Abidine : “Handling Out-of-order Arrival for Parallel Streaming Applications on Clustered MPSoC”, Conference on Design of Circuits and Integrated Systems, Avignon, France (2012)
  • D. Genius, Kh. Zine el Abidine : “A Hierarchical Approach to the Out-of-order Arrival of Frames in Video Streaming Applications on Clustered MPSoC”, International Conference on Design and Architecture for Signal and Image Processing, Karlsruhe, Germany, pp. 1-8, (IEEE) (2012)
  • D. Genius, Kh. Zine el Abidine : “A Solution to the Data Re-ordering Problem for Multi-Pipeline Streaming Applications on Clustered MPSoC”, 7^th International Workshop on Reconfigurable Communication-centric Systems-on-Chip (ReCoSoC), York, United Kingdom, pp. 1-8, (IEEE) (2012)
• 2010
  • F. Pêcheux, Kh. Zine el Abidine, A. Greiner : “Early power estimation in heterogeneous designs using Soclib and Systemc-ams”, International Workshop on Power And Timing Modeling Optimization and Simulation, PATMOS, vol. 6448, Lecture Notes in Computer Science, Grenoble, France, pp. 252, (Springer) (2010)
• 2009
  • D. Genius, A. Munier‑Kordon, Kh. Zine el Abidine : “A Buffer Space Optimal Solution for Re-establishing the Packet Order in a MPSoC Network Processor”, Euro-Par European Conference on Parallel computing, vol. 5704, Lecture Notes in Computer Science, Delft, Netherlands, pp. 216-227, (Springer) (2009)