Infrastrutture di comunicazione per sistemi bidimensionalmente riconfigurabili

1. Infrastrutture di comunicazione per sistemi bidimensionalmente riconfigurabili Andrea Cazzaniga: andrea.cazzaniga@dresd.org Relatore: Marco Santambrogio Correlatore: Vincenzo Rana

2. Indice • Introduzione • Obiettivi • Architettura originaria monodimensionale • Motivazioni e realizzazioni del porting • Architettura bidimensionale • Analisi dei risultati • Conclusioni e sviluppi futuri

3. Introduzione Network-on-chip Bitstream • File utilizzati per la riconfigurazione dei moduli Busmacro • macro hardware utilizzata per l’interconnessione di moduli Riconfigurabilità monodimensionale bidimensionale

4. Obiettivi Obiettivo: • creare un’architettura, basata su NoC, bidimensionalmente riconfigurabile e mostrare i vantaggi rispetto all’architettura monodimensionale Metodo: • descrizione di una metodologia per il porting di un’architettura riconfigurabile • applicazione di tale metodologia ad un architettura basata su NoC monodimensionale • Creazione di un’architettura bidimensionale

5. Architettura monodimensionale Schema dell’architettura monodimensionale originaria implementata sul dispositivo VirtexII-Pro FPGA Frame Parte statica Modulo riconfigurabile

6. Motivazioni e realizzazione del porting Problema: • il dispositivo VirtexII-Pro non permette riconfigurazione bidimensionale Risoluzione: • porting dell’architettura sul dispositivo Virtex4, che permette riconfigurazione bidimensionale Realizzazione: • Modifica del file UCF, contenente la descrizione dell’architettura su FPGA • Sostituzione dei componenti non compatibili, tra cui i busmacro

7. Architettura bidimensionale • Schema dell’architettura bidimensionale, implementata sul dispositivo Virtex4 FPGA Frame Moduli riconfigurabili Parte statica

8. Analisi dei risultati (1/2) • Confronto delle due architetture Confronto delle dimensioni di un bitstream e del tempo di riconfigurazione necessario per riconfigurare una parte della NoC Confronto del numero di slice occupate per implementare la NoC nelle due architetture

9. Analisi dei risultati (2/2) Sulla base dei dati analizzati possiamo affermare che l’architettura bidimensionale offre: • maggiore flessibilità, potendo riconfigurare singole parti del modulo riconfigurabile • nessun overhead di area introdotto • minore latenza per la riconfigurazione, nel caso si necessiti di riconfigurare una parte del modulo riconfigurabile • comunicazione attiva durante la riconfigurazione

10. Conclusioni e sviluppi futuri • La creazione di un’architettura bidimensionale fornisce all’infrastruttura una maggiore flessibilità, migliori prestazioni e un minor utilizzo di risorse • Uno sviluppo futuro potrebbe consistere nella creazione di altri moduli riconfigurabili, interessando i componenti che attualmente compongono la parte statica • Inoltre potrebbero essere studiati dei protocolli per mantenere la completa funzionalità della NoC durante la riconfigurazione

11. Domande Grazie per l’attenzione