A reconfigurable computing platform for real time embedded applications
Gerçek zamanlı uygulamalar için yeniden yapılandırılabilinir bilişim platformu
- Tez No: 305146
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CÜNEYT FEHMİ BAZLAMAÇCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 154
Özet
Günümüzün yeniden yapılandırılabilinir donanımları, `yeniden yapılandırılabilinir bilişim'paradigmasını ve `yüksek dereceli paralelliği' birlikte sunmaktadır. Bu donanımlarlayeniden yapılandırılabilinir bilişim, yoğun işlem gücü gerektiren uygulamalar için gelecekvaat eden bir alternatif çözüm olarak ortaya çıkmıştır. Mikroişlemcilerin kullanıldığıgenel amaçlı bilişime kıyasla üstün performans ve düşük güç tüketimi sunmasına karşın,yeniden yapılandırılabilinirbilişim oldukça karmaşık bir tasarım süreci gerektirmektedir. Bu tez çalışması yenidenyapılandırılabilinir bilişim platformunu bir bütün halinde sunarak ve uygulamageliştirenler için esnek ve kullanıcı dostu bir geliştirme ortamı sağlayarak bukarmaşıklığı azaltmayı amaçlamaktadır.Önerilen bilişim platformu gerçek zamanlı gömülü uygulamalar için özel olarak tasarlanmış olup,çalışma sırasında donanımın kısmen yeniden yapılandırılmasını destekleyen donanım mimarilerikullanarak gerçek anlamda çoklu görevleri desteklemektedir. Bu bilişim ortamında kullanılmaküzere, uygulamalar için ihtiyaç duyulan donanım kaynak gereksinimi ve bu donanımın yenidenyapılandırmasının getirdiği ek zaman yükünü asgariye indirmek amacı ile yeni bir donanım görevmodeli öneriyoruz. Bu görev modeline dayalı olarak, donanım kaynaklarını en uygun biçimdeyöneten iki boyutlu bir donanım yüzeyi bölümleme stratejisi sunulmaktadır. Bu donanımyüzeyinde donanımsal görevler için haberleşme ortamını sağlamak için gözenek yapıda biryonga üstü ağ tasarlanmıştır. Ayrıca bu ağ üstündeki iletişim yükünü azaltmak için çalışmaanında donanım üstüne uygun yerleşimi yapacak teknik geliştirilmiştir.Gömülü sistemlerin ihtiyaçları önceden bilindiğinden, donanım görevlerinin yapılandırmabilgilerinin çevrim dışı bir tasarım akışı ile oluşturulması önerilmektedir. Son olarak, gerçekzamanlı ve yüksek işlem gücü gerektiren gömülü uygulamalara uygun bir yeniden yapılandırılabilinirbilişim ortamının gerekli tüm bileşenlerini sağlamak için çevrimiçi ve gerçek zamanlı işletimsistemi görev zamanlayıcısı tanımlanmıştır. Esnek bir geliştirme ortamı sağlamanın yanında,önerilen bilişim ortamının literatürdeki çalışmalara göre daha iyi donanım kaynak kullanımı vedaha kısa yeniden yapılandırma süresi sunduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Today?s reconfigurable devices successfully combine `reconfigurable computing machine?paradigm and `high degree of parallelism? and hence reconfigurable computing emerged as apromising alternative for computing-intensive applications. Despite its superior performanceand lower power consumption compared to general purpose computing using microprocessors,reconfigurable computing comes with a cost of design complexity. This thesis aims toreduce this complexity by providing a flexible and user friendly development environment toapplication programmers in the form of a complete reconfigurable computing platform.The proposed computing platform is specially designed for real time embedded applicationsand supports true multitasking by using available run time partially reconfigurable architectures.For this computing platform, we propose a novel hardware task model aiming to minimizelogic resource requirement and the overhead due to the reconfiguration of the device.Based on this task model an optimal 2D surface partitioning strategy for managing the hardwareresource is presented. A mesh network-on-chip is designed to be used as the communicationenvironment for the hardware tasks and a runtime mapping technique is employed tolower the communication overhead.As the requirements of embedded systems are known prior to field operation, an o_ine designflow is proposed for generating the associated bit-stream for the hardware tasks. Finally, anonline real time operating system scheduler is given to complete the necessary building blocksof a reconfigurable computing platform suitable for real time computing-intensive embeddedapplications.In addition to providing a flexible development environment, the proposed computing platformis shown to have better device utilization and reconfiguration time overhead comparedto existing studies.
Benzer Tezler
- Embedded vision system designed on a heterogeneous computing platform and applied to semen analysis
Heterojen hesaplama platformu üzerinde tasarlanan gömülü görüntü sistemi ve semen analizi uygulanması
OSMAN LEVENT ŞAVKAY
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN
- Yeniden yapılandırılabilir hesaplama tabanlı çok kullanıcılı işletim sistemi
Reconfigurable computing based multi-user operating system
TANER GÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SUHAP ŞAHİN
- Açık kaynak kodlu OpenRISC tabanlı kırmık üstü sistemlerin gerçeklenmesi ve uygulamaları
Implementation and applications of open source OpenRISC based SOC's
LATİF AKÇAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- Fiziksel klonlanamaz fonksiyonlar yardımıyla anahtar üretimi ve lisans doğrulama
Key generation and license authentication using physical unclonable functions
ŞAHİN BAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN
- Reconfigurable computing platform for register based genetic programming
Kayıtçı tabanlı genetik programlama için yeniden yapılandırılabilir bilişim ortamı
ŞERİFE SUNGUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolDokuz Eylül ÜniversitesiPROF. DR. MUSTAFA GÜNDÜZALP