Ralf 3 - Software for Embedded High Performance Architecture
- Reference number
- IIS11-0060
- Start and end dates
- 120101-171231
- Amount granted
- 28 286 838 SEK
- Administrative organization
- Mälardalen University, Eskilstuna
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
The recent development of very high performance processing units for computer graphics enables very high performance heterogeneous embedded systems. This opens up for new generations of products and devices that are able to process large amount of data in real-time and promptly react in an intelligent way. Examples of such products are obstacle avoidance systems based on vision for vehicles and mobile robots, or other intelligent sensors with large amounts of data (more than 300 Mbytes/s). A challenge for the development of such products is how to find an optimal architecture with respect to extra-functional properties (EFPs) such as performance, energy consumption, and utilization of resources in order to process all sensor data in real-time. The project will develop theories, methods and tools for software allocation over the heterogeneous processing units, and analyses of EFPs, in order to find the optimal allocation. The project takes a component-based approach. The results will include a component model appropriate for such systems, methods for allocating components, methods to analyze EFPs for components, as well as adaptive data structures and algorithms for the envisioned heterogeneous embedded systems. The results will be demonstrated and evaluated on an underwater robot, and in cooperation with Swedish industry.
Popular science description
Moderna datorer utrustas både med flera CPUer, och även allt kraftfullare grafikkort, efter krav från utvecklare av datorspelen. Ett grafikkort innehåller speciella beräkningsenheter som som kallas GPUer. De kan även användas för att göra andra typer av beräkningar än de som krävs för grafisk presentation på bildskärmen. Både CPUer och GPUer används även i inbyggda system. Svensk industri exporterar många produkter som utnyttjar denna teknologi. Ett exempel på ett inbyggt system där man behöver denna beräkningskraft är övervakningssystem till fordon. Det kommer att vara fullt möjligt inom några år att utrusta maskiner, bilar, lastbilar etc med kamerasystem som kan identifiera objekt (andra fordon och människor) även under färd med relativt hög hastighet. Systemen är komplexa och innehåller stora mängder data, och höga datahastigheter (mer än 300Mbyte/s). En utmaning vid utvecklingen av sådana produkter är att skapa en optimal arkitektur med avseende på prestanda, energikonsumtion och utnyttjande av resurser för beräkningar av alla dessa sensordata i real-tid. Projektet kommer att utveckla teorier, metoder och verktyg för att kunna fördela programvaran på de olika beräkningsenheter på ett optimalt sätt. Det görs genom analys av prestanda hos de olika beräkningsenheterna. Projektet utgår från ett modell- och komponentbaserat angreppsätt. Resultatet kommer att vara en komponentmodell som är anpassad för denna typ av system. Där ingår metoder för distribution av komponenter på de olika beräkningsenheterna samt analys av komponenter och exekveringstidsanalyser, minnesutnyttjande och energianvändning, såväl som metoder för att optimera datastrukturer. Resultaten kommer att demonstreras och utvärderas i en undervattensrobot "Ralf 3" och i flera fall i samverkan med svensk industri.