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Uso da técnica VLIW para aumento de performance e redução do consumo de potência em sistemas embarcados baseados em Java

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Uso da técnica VLIW para aumento de performance e redução do consumo de potência em sistemas embarcados baseados em Java

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Título Uso da técnica VLIW para aumento de performance e redução do consumo de potência em sistemas embarcados baseados em Java
Outro título Using the VLIW technique to increase performance and to reduce power comsumption in embedded systems based on Java
Autor Beck Filho, Antonio Carlos Schneider
Orientador Carro, Luigi
Data 2004
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Informática. Programa de Pós-Graduação em Computação.
Assunto Java (Linguagem de programação)
Microeletronica
Sistemas embarcados
[en] Embedded systems
[en] Energy
[en] Folding
[en] Java
[en] Power
[en] Simulator
[en] VLIW
Resumo A contribuição deste trabalho foi orientada principalmente ao desenvolvimento de alternativas de hardware para a execução nativa de bytecodes Java em sistemas embarcados que naturalmente possuem restrições quanto à potência consumida, ao desempenho e à área ocupada. Primeiramente, o desenvolvimento do Femtojava Low- Power demonstra que a utilização de um pipeline e de um banco de registradores interno em arquiteturas de pilha resultam em uma redução significativa no consumo de potência. Após, a técnica de folding, que basicamente transforma várias operações de pilha em uma operação tipo RISC, é avaliada. A análise de uma segunda solução arquitetural, baseada em VLIW (Very Long Instruction Word), também traz resultados satisfatórios na redução do consumo de potência, sendo que a paralelização do código, feita por um analisador desenvolvido, é facilitada devido à utilização de uma arquitetura de pilha. O desempenho e a potência consumida de todas as arquiteturas propostas neste trabalho foram validadas utilizando-se o simulador CACO-PS, também desenvolvido no contexto desta dissertação. Os estudos de caso adotados para a validação das alternativas arquiteturais compreenderam algoritmos matemáticos, de ordenação, busca e processamento de sinais, bastante utilizados no domínio de sistemas embarcados. Resultados promissores principalmente em termos de energia consumida são alcançados, assim como na disponibilização de diferentes arquiteturas para a execução nativa de Java, principal proposta deste trabalho.
Abstract The main contribution of this work was the development of hardware alternatives for native execution of Java bytecodes for embedded systems that have power, performance and area constraints. Firstly, the development of the Femtojava Low- Power shows that the use of a pipeline and an internal register bank in stack architectures brings a significant reduction in the power consumption. After that, the folding technique, that basically changes a set of stack operations into a simple RISC one, is evaluated. Then, the analysis of a second architectural solution, based on VLIW (Very Long Instruction Word), demonstrates also good results concerning power consumption. Moreover, it is shown that the parallelization of the code is facilitated due to the specific stack architecture. The power consumption and performance of all architectures here proposed were evaluated using the CACO-PS simulator, which was also developed in this work. The case studies adopted for the validation of the architectures were mathematic, sort, search and DSP algorithms, widely used in the embedded system domain. Promising results mainly in energy consumption were achieved, as well as the disponibilization of different architectures for native execution of Java, the main objective of this work.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/13483
Arquivos Descrição Formato
000648229.pdf (1.258Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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