HiPEC: Högpresterande inbyggda system
- Diarienummer
- RE10-0081
- Start- och slutdatum
- 110301-161231
- Beviljat belopp
- 25 273 000 kr
- Förvaltande organisation
- Lund University
- Forskningsområde
- Informations-, kommunikations- och systemteknik
Summary
Parallellitet är det huvudsakliga sättet att ge en markant förbättrad prestanda hos inbyggda system samtidigt som energiförbrukningen hålls låg. Strömmande applikationer är goda kandidater för parallellisering eftersom de är regelbundna och innehåller dataparallellism. Traditionellt har ASICs använts för att genomföra specifik funktionalitet med hög prestanda och låg strömförbrukning. Nyligen har arkitekturer med grovkornigt omkonfigurerbara arrayer föreslagits som ett flexibel, men ändå högpresterande alternativ. Det kan därför förväntas att parallella och omkonfigurerbara inbyggda DSP-beräkningssystem kommer att vara en av de dominerande delsystemet i OEM utrustningar 2020 då de maximalt kan utnyttja möjlig parallellism. I detta projekt arbetar vi med frågeställningar kring omkonfigurerbara processorarrayer samt mjukvara för deras programmering. En massivt parallell exekveringsplattform med kraftfulla beräknings-noder och hierarkisk kommunikationsstruktur som lämpar sig för strömmande applikationer kommer att utvecklas och studeras. Utmärkande för vår strategi för mjukvarueuvetckling för dessa arkitekturer är användande av språket CAL samt verktyg för tids- och energi-analys i ett tidigt design stadium. Att kombinera både hårdvaru- och mjukvarauexperter i samma projekt ger en stabil grund för att täcka hela spektrumet hos denna nya teknik.
Populärvetenskaplig beskrivning
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.