Simulation de haut niveau de systèmes d'exploitations distribués pour l'exploration matérielle et logicielle d'architectures multi-noeuds hétérogènes

High level simulation of distributed operating system for hardware and software exploration of heterogeneous multi-nodes architectures

• Auteur / Autrice : Emmanuel Huck
• Direction : François Verdier, Benoît Miramond
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : STIC (sciences et technologies de l'information et de la communication)
• Date : Soutenance le 25/11/2011
• Etablissement(s) : Cergy-Pontoise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Equipes Traitement de l'Information et Systèmes (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Pétrot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dragomir Milojevic
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guy Gogniat, Cécile Belleudy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes d'exploitation orientés objets

Signal, Théorie du (télécommunications)

Mots clés libres

Modélisation TLM

Rtos

Co-simulation

MPSoC

Reconfigurable

SystemC

TLM Modelisation

Rtos

Co-simulation

MPSoC

Reconfigurable

SystemC

Résumé

Concevoir un système embarqué implique de trouver un compromis algorithme/architecture en fonction des contraintes temps-réel. Thèse : pour un MPSoC et plus particulièrement avec les circuits reconfigurables qui permettent de modifier le support d'exécution en cours de fonctionnement, l'évaluation préalable des comportements fluctuants d'un système réactif devient une nécessité. Il faut donc valider par simulation (de haut niveau) tout en permettant l'exploration de l'espace de conception architectural, matériel et logiciel. Le point de vue du gestionnaire de la plateforme est choisi pour explorer à haut niveau les réactions du système aux choix de partitionnement et surtout l'influence de l'algorithmique des services du système d'exploitation et de leurs implémentations possibles. Pour cela un modèle de services d'OS modulaire permet de simuler fonctionnellement et conjointement, en SystemC, le matériel, les tâches logicielles et le système d'exploitation, répartis sur plusieurs nœuds d'exécution hétérogènes communicants. Le modèle a permis d'évaluer l'architecture temps-réel idéale d'une application dynamique de vision robotique conjointement à l'exploration des services de gestion de zone reconfigurable modélisé. Par ailleurs, ce modèle d'OS à été intégré dans un simulateur de MPSoC hétérogène d'une puissance estimé à un Tera opérations par seconde.

Designing an embedded system implies to look for the right algorithm/architecture compromise depending on the real-time constraints. For MPSoC an especially with reconfigurable devices which enable to modify the running executing support, the preliminary evaluation of the variable behaviors of a reactive system becomes necessary.This could be done by a high level simulation allowing to explore the architectural design space, hardware and software. The platform manager point of view is used to explore the systems reactions to the partitioning choices and also the influence of the various algorithms and the impact of implementations of the operating system's services refined in hardware or software. For that, a SystemC model composed of modular OS services allow to jointly and functionally simulate hardware, software tasks and the operating system, distributed on heterogeneous communicating execution nodes. To evaluate the perfect real-time reconfigurable architecture of a dynamical robot vision application, we explored its partitioning and the useful OS services accordingly. This model has been integrated in a big simulator of an heterogeneous chip designed to provide a Tera operations per second power.