Estimation et optimisation de la consommation lors de la conception globale des systèmes autonomes

Estimation and optimization of the concumption during global design of system on chip

• Auteur / Autrice : Patricia Guitton-Ouhamou
• Direction : Michel Auguin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Nice ; 1992-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Semiconducteurs

Systèmes embarqués (informatique)

Ordonnancement (gestion)

Consommation d'énergie

Résumé

Les systèmes embarqués représentent une part de plus en plus impor-tante du marché semiconducteurs. Les systèmes embarqués visent des applications plus gourmandes en capacité de calcul, augmentant du même coup la surface de sili-cium et l'énergie dissipée. Un des problèmes de la conception système est le patition-nement d'applications qui requiert l'utilisation de méthodes complexes. En effet, le partitionnement sous contraintes de temps, basé sur un algorithme d'ordonnancement avec un objectif de minimisation de la surface de silicium ou de la consommation est un problème NP-difficile. Ce travail de thèse étudie la prise en compte de la consom-mation (énergie et pic de puissance) lors de la conception globale de systèmes autono-mes. Une première étude consiste à estimer la consommation des divers composants d'une architecture SoC. Puis, nous nous sommes intéressés aux deux étapes principa-les des méthodes de partitionnement : l'allocation et l'ordonnancement. En particulier, la technique d'ajustement conjoint de la tension et de la fréquence est considérée dans l'ordonnancement pour minimiser l'énergie. A la suite de ces optimisations, une ges-tion des modes basse consommation est réalisée, ayant pour objectif de mettre les pro-cesseurs en état de repos ou repos profond dès que la possibilité se présente, ce changement de mode permettant de gagner en consommation. Ce travail a été testé sur divers exemples, comme une application de détection de mouvement sur fond d'ima-ges fixes pour caméra embarquée.

Embedded systems take an important part of the computer market. Telecommunication applications integrates more and more functionalities, so power consumption increases and the battery lifetime becomes a serious limitation. In this thesis, consumption of different parts of SoCs was studied. Particularly, this work deals with consumption/time optimized methods of HW/SW codesign. Allocation minimizing energy is presented, and then, a refinement step is executed to optimize the schedulings by applying the Dynamic Voltage Scaling/ Dynamic Frequency Scaling technique (DVS/DFS). An other step in this work concerns the exploitation of low power modes of processors (run, sleep, idle). Finally, this work studies how methods of HW/SW codesign can integrate more time and area, the consumption as constraint.