Étude des interfaces logicielles/matérielles dans le cadre des systèmes multiprocesseurs monopuces et des modèles de programmation parallèle de haut niveau

Hardware/Software interfaces study in the scope of multiprocessor system-on-chip and parallel programming models

• Auteur / Autrice : Mohamed Wassim Youssef
• Direction : Ahmed Amine Jerraya
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Modèle de programmation parallèle

Systèmes MPSoC

Logiciel dépendant du matériel

Interface logicielle

Interface matérielle

Résumé

Les systèmes mono-puce sont composés d'une partie logicielle et d'une partie matérielle. L'exécution de la partie logicielle sur les ressources de la partie matérielle est assuré a travers l'utilisation d'une interface logicielle/matérielle. Cette interface a une structure complexe, sa conception nécessite des compétences issues des domaines du logiciel et du matériel. Pour maîtriser cette complexité, des approches de conception de haut niveau sont requises. Dans cette optique, un flot de conception des systèmes MPSoC est proposé. Il est basé sur l'utilisation des API des modèles de programmation parallèle en vue de l'abstraction des interfaces logicielles/matérielles lors de la conception de la partie logicielle, puis de leur génération automatique en raffinant l'API utilisée sur l'architecture cible. Pour arriver à ce but, (1) une étude de l'architecture des interfaces logicielles/matérielles a été réalisé. Puis, (2) une étude des modèles de programmation parallèle et une classification en fonction de leur niveau d'abstraction a été effectué. Ensuite, le flot proposé a été utilisé pour la conception de deux applications : (1) un encodeur vidéo OpenDivX en utilisant le modèle de programmation parallèle MPI et la plateforme ARM IntegratorAP comme architecture matérielle cible, (2) une radio définie par logiciel en utilisant le modèle de programmation CORBA et une architecture matérielle spécifique comme architecture cible.

Today's systems-on-chip are multiprocessor. They are characterized by an increasing complexity and a reduced time to market. To tackle this complexity, the use of high level programming models seems to be a promising approach. In this work, we propose an MPSoC design flow, based on the use of high level parallel programming models API to design embedded software. An automated refinement of these API on target architecture is used. For that purpose, (1) MPSoC hardware/software interfaces were studied; then (2) parallel programming models and their classification in terms of provided abstraction were presented. The proposed flow has been used in two design experiments: (1) an MPEG video encoder, namely OpenDivX, using the MPI parallel programming model and targeting the ARM Integrator prototyping platform, (2) a software defined radio using the CORBA parallel programming model and targeting specific hardware architecture.