Emulationsbasierte Analyse von Multiprozessorsystemen für Multimedia-Anwendungen
Seiten
2011
|
1., Aufl.
Shaker (Verlag)
978-3-8440-0563-9 (ISBN)
Shaker (Verlag)
978-3-8440-0563-9 (ISBN)
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Multimedia-Multiprozessorsysteme sind aus der Notwendigkeit entstanden, mit den immer höher werdenden Anforderungen aktueller Anwendungen Schritt halten zu können. Für die Entwicklung effizienter Multiprozessorsysteme sind Methoden zur Abschätzung der erreichbaren Performance unumgänglich. Die Performance einer Multimedia-Anwendung auf einem Multiprozessorsystem hängt von unterschiedlichen Faktoren ab, die u. a. die Systemstruktur, die Synchronisierung zwischen den Prozessoren und die Natur der zu verarbeitenden Daten betreffen. Mit der Zeit steigt die Komplexität der Systeme und der Anwendungen, so dass der Einfluss daten- und implementierungsabhängiger Faktoren weiter zunimmt.
Softwarebasierte Methoden zur Systemanalyse werden von der steigenden Komplexität der Systeme und der hohen Datenabhängigkeit der Anwendungen nachteilig beeinflusst, so dass oftmals zwischen Genauigkeit und Geschwindigkeit der Analyse abgewogen werden muss. Zum Beispiel liefert die Analyse verschiedener Anwendungen mit unterschiedlichen Eingangsdaten auf Basis einer HW-Simulation sehr genaue Ergebnisse, jedoch auf Kosten der Geschwindigkeit. Modelle der Systeme bzw. der Anwendungen auf höhere Abstraktionsebenen zeichnen sich hingegen durch eine höhere Ausführungsgeschwindigkeit jedoch mit einer wesentlich verringerten Genauigkeit aus. Diese Arbeit gibt eine breite Übersicht über existierende SW- und HW-basierte Methoden zur Systemanalyse und stellt ihre Vor- und Nachteile für die Schätzung der erreichbaren Performance von Multimedia-Anwendungen auf Multiprozessorsysteme dar.
Bereits etablierte Methoden zur Verifikation komplexer Systeme setzen FPGA-basierte Emulationssysteme ein, da bei der Entwicklung von Multiprozessorsystemen FPGA-Netzlisten der verwendeten Prozessorkerne oft zur Verfügung stehen. Diese können für die Erstellung eines emulationsbasierten Prototyps verwendet werden, auf welchem eine Performance-Analyse unter Berücksichtigung des Zeitverhaltens aller Systemkomponenten mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.
Voraussetzung für diese emulationsbasierte Analyse von Multiprozessorsystemen ist die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte flexible HW/SW-Umgebung, die hier detailliert beschrieben wird. Sie wurde für einen verfügbaren System-on-Chip in 65 nm CMOS-Technologie angewandt, um die dynamische Performance eines auf dem System-on-Chip ausgeführten H.264-Videodecoders mittels eines kommerziell verfügbaren FPGA-Emulationssystems zu analysieren. Trotz der im Vergleich zu einer reinen SW-Methode hohen Geschwindigkeit in der Analyse mit dem Emulationssystem ist die Abweichung der dynamischen Performance im emulierten System von der im real existierenden System-on-Chip minimal. Der vorgeschlagene Ansatz wird bereits seit mehreren Jahren für die Verifikation und Analyse von multimedialen Multiprozessorarchitekturen in zahlreichen Projekten erfolgreich angewendet.
Softwarebasierte Methoden zur Systemanalyse werden von der steigenden Komplexität der Systeme und der hohen Datenabhängigkeit der Anwendungen nachteilig beeinflusst, so dass oftmals zwischen Genauigkeit und Geschwindigkeit der Analyse abgewogen werden muss. Zum Beispiel liefert die Analyse verschiedener Anwendungen mit unterschiedlichen Eingangsdaten auf Basis einer HW-Simulation sehr genaue Ergebnisse, jedoch auf Kosten der Geschwindigkeit. Modelle der Systeme bzw. der Anwendungen auf höhere Abstraktionsebenen zeichnen sich hingegen durch eine höhere Ausführungsgeschwindigkeit jedoch mit einer wesentlich verringerten Genauigkeit aus. Diese Arbeit gibt eine breite Übersicht über existierende SW- und HW-basierte Methoden zur Systemanalyse und stellt ihre Vor- und Nachteile für die Schätzung der erreichbaren Performance von Multimedia-Anwendungen auf Multiprozessorsysteme dar.
Bereits etablierte Methoden zur Verifikation komplexer Systeme setzen FPGA-basierte Emulationssysteme ein, da bei der Entwicklung von Multiprozessorsystemen FPGA-Netzlisten der verwendeten Prozessorkerne oft zur Verfügung stehen. Diese können für die Erstellung eines emulationsbasierten Prototyps verwendet werden, auf welchem eine Performance-Analyse unter Berücksichtigung des Zeitverhaltens aller Systemkomponenten mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.
Voraussetzung für diese emulationsbasierte Analyse von Multiprozessorsystemen ist die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte flexible HW/SW-Umgebung, die hier detailliert beschrieben wird. Sie wurde für einen verfügbaren System-on-Chip in 65 nm CMOS-Technologie angewandt, um die dynamische Performance eines auf dem System-on-Chip ausgeführten H.264-Videodecoders mittels eines kommerziell verfügbaren FPGA-Emulationssystems zu analysieren. Trotz der im Vergleich zu einer reinen SW-Methode hohen Geschwindigkeit in der Analyse mit dem Emulationssystem ist die Abweichung der dynamischen Performance im emulierten System von der im real existierenden System-on-Chip minimal. Der vorgeschlagene Ansatz wird bereits seit mehreren Jahren für die Verifikation und Analyse von multimedialen Multiprozessorarchitekturen in zahlreichen Projekten erfolgreich angewendet.
| Erscheint lt. Verlag | 14.12.2011 |
|---|---|
| Reihe/Serie | Berichte aus der Informationstechnik |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 148 x 210 mm |
| Gewicht | 180 g |
| Einbandart | Paperback |
| Themenwelt | Mathematik / Informatik ► Informatik ► Theorie / Studium |
| Schlagworte | Emulation • Multiprozessorsysteme • Performance-Analyse |
| ISBN-10 | 3-8440-0563-3 / 3844005633 |
| ISBN-13 | 978-3-8440-0563-9 / 9783844005639 |
| Zustand | Neuware |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
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