Juan Diego Echeverri E Microelectrónica y Control Universidad de Antioquia.

Presentación del tema: "Juan Diego Echeverri E Microelectrónica y Control Universidad de Antioquia."— Transcripción de la presentación:

1 Juan Diego Echeverri E juan@microe.udea.edu.co Microelectrónica y Control Universidad de Antioquia

2 Introducción  La computación móvil, combina la computación personal con las comunicaciones inalámbricas en dispositivos pequeños para ser portados la mayor parte del tiempo.  Durante los últimos años el volumen de venta de estos dispositivos móviles (celulares, PDA’s, Smart phones, handhelds) ha superado ampliamente las ventas de PCs de escritorio.  Estos dispositivos deben manejar diferentes tipos de datos que involucran complejos algoritmos que requieren elevado poder computacional,

3 El problema  Las aplicaciones y los estándares cambian frecuentemente, el resultado: rápida obsolescencia de los dispositivos Altos costos para los usuarios Poco tiempo en el mercado Basura electrónica  El ritmo al que crecen las baterías es inferior al crecimiento de la complejidad disponible en lo circuitos integrado.

4 ¿Que es ARCOM?  ARCOM es una plataforma reconfigurable usada como dispositivo móvil.  El objetivo: Menor consumo de potencia y mayor desempeño al ejecutar ciertos algoritmos de alta complejidad.

5 ¿Porqué Hardware Reconfigurable? Flexibilidad / consumo de potencia Desempeño / Costo FPGAs ASICs Procesadores de propósito general  Cálculo espacial (FPGAs) vs Cálculo temporal (Procesador)  Multiplexación en el mismo dispositivo de diferentes IPs (adaptabilidad)

6 ¿Como se utiliza el hardware reconfigurable?  Co-Procesador multimedia  Desarrollo de IPs que puedan ser descargados desde Internet  Reprogramación a través del puerto JTAG  Conexión de la FPGA al bus de datos y direcciones del procesador

7 Arquitectura de la aplicación

8 Arquitectura general del sistema

9 ARCOM Reprogramación  Creación de módulos reconfigurables por conversión de los archivos SVF a XML  Permite un modo estándar de transmisión de datos  Se puede agregar información adicional  Es fácil realizar el parsing en la terminal.  La programación es más lenta

10 ¿Como validar la conversión a XML?  XML Schema

11 Dentro de la terminal  La programación se hace a través del puerto JTAG de la FPGA conectada a puertos de propósito general. Parsing en la terminal del XML con Xerces (Apache Project) Driver tipo char en Linux Reprogramación total de la FPGA tarda aproximadamente 4s.

12 Aplicación de usuario  Entorno de ventanas QT/Embedded – QTOPIA. Mejor desempeño, menor consumo (Ver presentación de Monica) Una gran comunidad de desarrolladores No es gratis Buenas herramientas de desarrollo (ej. designer)

13 Consumo de potencia – rendimiento DES Datos Encriptados 238Mbytes de datos Tiempo de Procesamiento 19.96s Consumo promedio: 1.269mW Energía por MegaByte 106.4 uJoules Velocidad de encripción 11.92MBytes por segundo Datos Encriptados 200Kbytes de datos Tiempo de Procesamiento 15.57s Consumo promedio: 353mW Energía por MegaByte 28.121Joules Velocidad de encripción 12.84KBytes por segundo

14 Consumo de potencia - DCT Bloques decodificados 1200 bloques de 8x8 Tiempo de procesamiento 23.35s Consumo de potencia 314mW Energía aplicar la DCT a 1200 bloques 7.3319Joules Velocidad de procesamiento 0.04 imágenes por segundo Bloques decodificados 7812500 bloques de 8x8 Tiempo de procesamiento 10.00s Consumo de potencia 698uW Energía aplicar la DCT a 1200 bloques 1.07uJoule Velocidad de procesamiento 651 imágenes por segundo

15  Una aplicación más real RESULTADOS

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17 ESTADÍSTICAS  LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN UTILIZADOS C:  Desarrollo de múltiples drivers para el kernel de Linux.  Desarrollo de programador JTAG para HC08 C++  Parsing de XML en la terminal  Diseño de Interfaces gráficas para QT/Embedded Python  Parsing de XML en la terminal y manipulación del driver Java  SVF2XML VHDL  Controladores para las IPs de prueba (DES y DCT) ANTLR  Descripción de la gramática del SVF  HERRAMIENTAS CROSS-COMPILADAS Python PyXML Xerces QT/Embedded Qtopia Konqueror - Embedded

18 TRABAJO FUTURO  (Opcional) Reconfiguración parcial dinámica de la FPGA (Es complicado para Spartan-3)  Implementación de los algoritmos de prueba con técnicas de bajo consumo  Finalización del prototipo