Méthodologie et architecture adaptative pour le placement efficace de tâches matérielles de tailles variables sur des partitions reconfigurables

Methodology and adaptative architecture for the effective placement of variable size material tasks on reconfigurable partition

• Auteur / Autrice : Nicolas Marques
• Direction : Hassan Rabah, Serge Weber
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systèmes électroniques
• Date : Soutenance le 26/11/2012
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'intrumentation électronique (Nancy ; ....-2012)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Garda
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : El-Bay Bourennane, Christophe Jego

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux logiques programmables par l'utilisateur

Simulation, Méthodes de

Systèmes adaptatifs (technologie)

Systèmes embarqués (informatique)

Mots clés libres

Architecture auto-adaptatives

Méthodologie de partitionnement

Reconfiguration partielle

FPGA

Placement de tâches matérielles

Self-adaptive architecture

Partitioning methodology

Partial reconfiguration

FPGA

Placement of hardware tasks

Résumé

Les architectures reconfigurables à base de FPGA sont capables de fournir des solutions adéquates pour plusieurs applications vu qu'elles permettent de modifier le comportement d'une partie du FPGA pendant que le reste du circuit continue de s'exécuter normalement. Ces architectures, malgré leurs progrès, souffrent encore de leur manque d'adaptabilité fasse à des applications constituées de tâches matérielles de taille différente. Cette hétérogénéité peut entraîner de mauvais placements conduisant à une utilisation sous-optimale des ressources et par conséquent une diminution des performances du système. La contribution de cette thèse porte sur la problématique du placement des tâches matérielles de tailles différentes et de la génération efficace des régions reconfigurables. Une méthodologie et une couche intermédiaire entre le FPGA et l'application sont proposées pour permettre le placement efficace des tâches matérielles de tailles différentes sur des partitions reconfigurables de taille prédéfinie. Pour valider la méthode, on propose une architecture basée sur l'utilisation de la reconfiguration partielle afin d'adapter le transcodage d'un format de compression vidéo à un autre de manière souple et efficace. Une étude sur le partitionnement de la région reconfigurable pour les tâches matérielles de l'encodeur entropique (CAVLC / VLC) est proposée afin de montrer l'apport du partitionnement. Puis une évaluation du gain obtenu et du surcoût de la méthode est présentée

FPGA-based reconfigurable architectures can deliver appropriate solutions for several applications as they allow for changing the performance of a part of the FPGA while the rest of the circuit continues to run normally. These architectures, despite their improvements, still suffer from their lack of adaptability when confronted with applications consisting of variable size material tasks. This heterogeneity may cause wrong placements leading to a sub-optimal use of resources and therefore a decrease in the system performances. The contribution of this thesis focuses on the problematic of variable size material task placement and reconfigurable region effective generation. A methodology and an intermediate layer between the FPGA and the application are proposed to allow for the effective placement of variable size material tasks on reconfigurable partitions of a predefined size. To approve the method, we suggest an architecture based on the use of partial reconfiguration in order to adapt the transcoding of one video compression format to another in a flexible and effective way. A study on the reconfigurable region partitioning for the entropy encoder material tasks (CAVLC / VLC) is proposed in order to show the contribution of partitioning. Then an assessment of the gain obtained and of the method additional costs is submitted