HiPEC: High Performance Embedded Computing
- Reference number
- RE10-0081
- Start and end dates
- 110301-161231
- Amount granted
- 25 273 000 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
Parallelism is the main way to provide significant performance improvement of embedded systems while keeping energy consumption low. Streaming applications are good candidates for parallelization since they are regular and exhibit data parallelism. Traditionally, ASICs have been designed to implement specific functionality with high performance and low power constraints. Recently, coarse-grained reconfigurable array architectures have been proposed as flexible but still high performance alternatives. It is therefore expected that the DSP computing system, increasingly parallel and reconfigurable, will be one of the dominating parts in OEM equipments in 2020 because it maximally exposes opportunities of parallelization. In this project, we address reconfigurable array processor architectures as well as software tools for their programming. A massively parallel execution platform with powerful computing nodes and hierarchical interconnection structure suitable for streaming applications will be developed and studied. The distinct features of our software development approach are the use of the CAL language for programming of these architectures as well as the development and use of tools for timing and energy analysis at early design stages. Combining both hardware and software experts in the same project provides a strong basis for covering the whole spectrum of this new technology.
Popular science description
Ända tills nyligen har datorer ständigt blivit snabbare genom att tillverkarna ökat klockhastigheten. Programmen har automatiskt blivit snabbare. Men så är det inte längre. Högre klockfrekvens leder nämligen också till högre energiförbrukning (med åtföljande värmeutveckling), vilket gör processorerna mindre användbara, särskilt när de är inbyggda i produkter. Samtidigt finns krav på ständigt ökade beräkningsprestanda och ständigt lägre energiförbrukning. Lösningen stavas parallellism. Många, var för sig långsammare, processorer är effektivare än en snabb. De inbyggda processorerna kan bli effektiva om deras hårdvara dynamiskt kan anpassas till den aktuella tillämpningen. Sådana, s.k. rekonfigurerbara processorer, börjar alltmer ersätta den mindre flexibla specialhårdvara som är vanlig idag. Flexibiliteten gör det bl.a. möjligt att konstruera en mobiltelefon som klarar kraven i nya kommunikationsstandarder fastän dessa inte varit slutligt bestämda när produkten konstruerades. Forskarna i det här projektet är experter både på konstruktion av sådan hårdvara och på hur programmen ska utformas så att de kan bli effektiva. Effektivitet handlar dels om att få ut tillräcklig prestanda, men också om att spara energi. Sådan "energiskalbarhet" blir viktigare och viktigare. I projektet används en väldefinierad beräkningsmodell som bygger på dataflödet i tillämpningen. Det programmeringssättet är utmärkt för att uttrycka den parallellism som finns och de prestandakrav som ställs, och det är just den informationen man vill ge till den dator som ska exekvera tillämpningen. Projektet kommer att leda till både nya, rekonfigurerbara processorarkitekturer och till effektiva sätt att programmera dem. Angreppssättet är särskilt användbart när man har stora dataströmmar, och det har vi i t.ex. multimediatillämpningar, kommunikationssammanhang och radarsystem. Eftersom stora delar av svensk industri lever just på att vara världsledande med sådana system, förstår man att det är viktigt att kunna både utforma och programmera processorerna på ett effektivt sätt. Sverige behöver spetskompetens på området, därför satsar vi i projektet särskilt på medverkan av yngre forskare och utbildning av doktorander. Projektet är en satsning inom ett av de strategiska excellenscentra inom informations- och kommunikationsteknologiområdet som tillskapats på initiativ av regeringen, vilket innebär att det är ett samarbete mellan universiteten i Linköping och Lund samt högskolan i Halmstad.