di piattaforme eterogenee

(1)

Automatizzazione di analisi e sviluppo di piattaforme eterogenee

Francesca Palumbo

Università degli Studi di Sassari - Dipartimento di Chimica e Farmacia Intelligent System Design and Application (IDEA) Lab

{fpalumbo}@uniss.it http://idea.uniss.it

(2)

Il problema visto da lontano ….

COMPLESSITA’, MULTI-FUNZIONALITA’ e PERVASIVITA’

Nokia 3310

Smartphone

(3)

Il problema visto da lontano ….

COMPLESSITA’, MULTI-FUNZIONALITA’ e PERVASIVITA’

Nokia 3310

Smartphone

(4)

Il problema visto da lontano ….

COMPLESSITA’, MULTI-FUNZIONALITA’ e PERVASIVITA’

Nokia 3310 Diagnostica Panda 900

Diagnostica Mercedes Classe B Smartphone

(5)

… e calato nel contesto della progettazione di CPS

Cyber-Physical

Systems

(6)

… e calato nel contesto della progettazione di CPS

Cyber-Physical

Systems

(7)

… e calato nel contesto della progettazione di CPS

Cyber-Physical

Systems

(8)

… e calato nel contesto della progettazione di CPS

Cyber-Physical Systems

Time to Market --

(Progettazione, Ottimizzazione, Validazione)

(9)

… e calato nel contesto della progettazione di CPS

Cyber-Physical Systems

Time to Market --

(Progettazione, Ottimizzazione, Validazione) Progettazione Model Based

&

Automatizzazione

(10)

Eterogeneità: perché e problemi

(11)

Eterogeneità: perché e problemi

CASA:

<<Costruzione eretta dall’uomo per propria abitazione…>>

[Diz. Treccani]

(12)

Eterogeneità: perché e problemi

CASA:

[Diz. Treccani]

(13)

Eterogeneità: perché e problemi

CASA:

[Diz. Treccani]

DSP ASIC

GPU CPU

Flexibility GP Performance

CG RECONF FG

(14)

Eterogeneità: perché e problemi

CASA:

[Diz. Treccani]

DSP ASIC

GPU CPU

CG RECONF FG

VELOCITA’, COSTO, POTENZA

(15)

Eterogeneità: perché e problemi

CASA:

[Diz. Treccani]

DSP ASIC

GPU CPU

CG RECONF FG

VELOCITA’, COSTO, POTENZA

NON SOLO C?

(16)

Hw-Sw Co-Design

(17)

Hw-Sw Co-Design

FUNZIONALITA’

(18)

Hw-Sw Co-Design

Dataflow Specifications

α.xdf β.xdf

γ.xdf

FUNZIONALITA’ PROFILAZIONE AD ALTO LIVELLO

(19)

Hw-Sw Co-Design

γ.xdf

FUNZIONALITA’ PROFILAZIONE AD ALTO LIVELLO

(20)

Hw-Sw Co-Design

γ.xdf

FUNZIONALITA’ PROFILAZIONE AD ALTO LIVELLO ANALISI DELLO SPAZIO DELLE SOLUZIONI ARCHITETTURALI

+

(21)

Hw-Sw Co-Design

γ.xdf

IMPLEMENTAZIONE FISICA

+

(22)

Hw-Sw Co-Design

γ.xdf

IMPLEMENTAZIONE FISICA

+

BELLA MATASSA!

(23)

Supporto all’Operatività

(24)

Supporto all’Operatività

F1 (8 luglio 1984), Dallas, Nigel Mansell

PROBLEMA:

Il sistema deve essere mantenuto sempre operativo e possibilmente al suo meglio.

<<There are no solutions, only tradeoffs>> [Thomas Sowell]

(25)

Supporto all’Operatività

PROBLEMA:

Il sistema deve essere mantenuto sempre operativo e possibilmente al suo meglio.

<<There are no solutions, only tradeoffs>> [Thomas Sowell]

SORGENTI DI VARIABILITA’:

• Surriscaldamento di un dispositivo

• Radiazioni

• Cambio di Parametri Ambientali

• Desideri dell’Utente

• Batteria Rimanente Bassa

(26)

Supporto all’Operatività

PROBLEMA:

Il sistema deve essere mantenuto sempre operativo e possibilmente al suo meglio.

<<There are no solutions, only tradeoffs>> [Thomas Sowell]

SORGENTI DI VARIABILITA’:

• Surriscaldamento di un dispositivo

• Radiazioni

• Cambio di Parametri Ambientali

• Desideri dell’Utente

• Batteria Rimanente Bassa

SISTEMI RICONFIGURABILI:

Max Troughput Max QoS

MDC-Compliant SLOTS MDC-Compliant SLOTS

(27)

Supporto all’Operatività

PROBLEMA:

Il sistema deve essere mantenuto sempre operativo e possibilmente al suo meglio.

<<There are no solutions, only tradeoffs>> [Thomas Sowell]

SORGENTI DI VARIABILITA’:

• Surriscaldamento di un dispositivo

• Radiazioni

• Cambio di Parametri Ambientali

• Desideri dell’Utente

• Batteria Rimanente Bassa

SISTEMI RICONFIGURABILI:

Max Troughput Max QoS Max Troughput

Degraded QoS

(28)

Supporto all’Operatività

PROBLEMA:

Il sistema deve essere mantenuto sempre operativo e possibilmente al suo meglio.

<<There are no solutions, only tradeoffs>> [Thomas Sowell]

SORGENTI DI VARIABILITA’:

• Surriscaldamento di un dispositivo

• Radiazioni

• Cambio di Parametri Ambientali

• Desideri dell’Utente

• Batteria Rimanente Bassa

SISTEMI RICONFIGURABILI:

Degraded QoS Less Troughput

Degraded QoS

(29)

Supporto all’Operatività

PROBLEMA:

Il sistema deve essere mantenuto sempre operativo e possibilmente al suo meglio.

<<There are no solutions, only tradeoffs>> [Thomas Sowell]

SORGENTI DI VARIABILITA’:

• Surriscaldamento di un dispositivo

• Radiazioni

• Cambio di Parametri Ambientali

• Desideri dell’Utente

• Batteria Rimanente Bassa

SISTEMI RICONFIGURABILI:

Degraded QoS Less Troughput

Degraded QoS

E ORA L’ADATTIVITA’

?

(30)

PROSSIMO: accelerare/ottimizzare su FPGA

DSP ASIC

GPU CPU

CG RECONF FG

ETEROGENEITA’, BUONE PRESTAZIONI E MOLTA FLESSIBILITA’

(31)

PROSSIMO: accelerare/ottimizzare su FPGA

DSP ASIC

GPU CPU

CG RECONF FG

(32)

PROSSIMO: accelerare/ottimizzare su FPGA

SUPPORTO SEMPLIFICATO:

• Derivare parti custom attraverso High-Level Syntesis

CAPH: http://caph.univ-bpclermont.fr/CAPH/CAPH.html;

VIVADO HLS: https://www.xilinx.com/products/design-tools/vivado/integration/esl-design.html

DSP ASIC

GPU CPU

CG RECONF FG

(33)

PROSSIMO: accelerare/ottimizzare su FPGA

SUPPORTO SEMPLIFICATO:

• Definire accelleratori e driver:

SDSoC: https://www.xilinx.com/products/design-tools/software-zone/sdsoc.html MDC: http://sites.unica.it/rpct/

DSP ASIC

GPU CPU

CG RECONF FG

(34)

PROSSIMO: accelerare/ottimizzare su FPGA

SUPPORTO SEMPLIFICATO:

• Definire accelleratori e driver:

SDSoC: https://www.xilinx.com/products/design-tools/software-zone/sdsoc.html MDC: http://sites.unica.it/rpct/

NUOVE OPPORTUNITA’ DI FRONTIERA:

• Self-adaptivity @ CPS Summer School

DSP ASIC

GPU CPU

CG RECONF FG

(35)

PROSSIMO: design automatico di acceleratori

γ.xdf

Power Manager Multi Dataflow Composer

Tool

Structural Profiler

Co-Processor Generator

N:1

Dataflow to HW Mapping

Multi-Dataflow Composer (MDC) tool

(36)

PROSSIMO: design automatico di acceleratori

γ.xdf

Tool

N:1

Ready-to-use Xilinx IP

Co-Processor Generator:

Generazione di IP e driver per FPGA della Xilinx

Multi-Dataflow Composer (MDC) tool

(37)

PROSSIMO: design automatico di acceleratori

γ.xdf

Tool

N:1

Structural Profiler:

Design Space Exploration

Profiler

Multi-Dataflow Composer (MDC) tool

(38)

PROSSIMO: design automatico di acceleratori

γ.xdf

Tool

N:1

α β γ

LR3 LR5

α γ

LR1

γ LR4

β

LR2 α γ β

Power Manager:

Applicazione automatica di clock e power gating

Logic Regions Clock Gating

Multi-Dataflow Composer (MDC) tool

(39)

PROSSIMO: coming soon

OPEN SOURCE RELEASE:

• Sorgenti

• Manuale per sviluppatori

• Tutorial per utilizzatori

• Materiale divulgativo

• Applicazioni di test

USEFUL LINKS:

• http://sites.unica.it/rpct/

• IDEA YOUTUBE CHANNEL:

https://www.youtube.com/watch?v=_cyYFJCDR3U&list=PLql1YxTzHalZztJPu7wn0uzAYbr81QTpH

MDC DAYS:

• Tutorial on Self-Adaptivity @ CPS Summer School

• PROSSIMO cluster Giornata Formativa su MDC

(40)

Automatizzazione di analisi e sviluppo di piattaforme eterogenee

Francesca Palumbo

Università degli Studi di Sassari - Dipartimento di Chimica e Farmacia Intelligent System Design and Application (IDEA) Lab

{fpalumbo}@uniss.it http://idea.uniss.it