1 Université Henri Poincaré, Nancy 1 La préemption appliquée aux FPGAs Soutenance de rapport bibliographique de DEA Faculté des Sciences - 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy.

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1 1 Université Henri Poincaré, Nancy 1 La préemption appliquée aux FPGAs Soutenance de rapport bibliographique de DEA Faculté des Sciences - 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

2 Introduction I-La notion de préemption II-La préemption appliquée aux FPGAs Conclusion Plan de la présentation Julien LALLETvendredi 17 avril 2015 La préemption appliquée aux FPGAs

3 Introduction 1/2 Technologies matérielles: -Asics: rapides mais rigides Technologies logicielles: -Microprocesseurs: souples mais lents Technologies configurables: -FPGA: relativement rapides et souples La préemption appliquée aux FPGAs Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

4 Introduction 2/2 Fléxibilité des FPGAs accrues grâce à la reconfiguration dynamique tout en maintenant des bonnes performances de traitement La préemption appliquée aux FPGAs Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

5 I- La notion de préemption 1/3 1-Suspendre une tâche ou un traitement en cours d’exécution 2-Exécuter une autre tâche dont la priorité est plus importante 3-Reprendre l’exécution de la première tâche une fois que la seconde a terminé son exécution. Notion générale de la préemption : La préemption appliquée aux FPGAs Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

6 I- La notion de préemption 2/3 La préemption dans les microprocesseurs: La préemption appliquée aux FPGAs Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

7 I- La notion de préemption 3/3 Pourquoi appliquer la préemption aux FPGAs? Reconfiguration dynamique classique => Obligation d’exécuter une tâche de A à Z Problème : quantité d’information à sauvegarder Préemption dans un : -processeur Intel Pentium II : 104 octets -FPGA Xilinx XCV1000 : 350 koctets Reconfiguration dynamique préemptive => Possibilité de prendre en compte les tâches prioritaires La préemption appliquée aux FPGAs Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

8 II- La préemption appliquée aux FPGAs 1/4 Gestion de la préemption dans un FPGA = 1-Extraction des états des registres d’une tâche x 2-Reconfiguration dynamique d’une tâche y 3-Restauration des états sauvegardés de x après y La préemption appliquée aux FPGAs Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

9 II- La préemption appliquée aux FPGAs 2/4 1-Méthode par relecture de la configuration du FPGA Extraction : relecture des états internes à partir du bitstream (flux de configuration) en cours Gestion : realisée par microprocesseur externe Restauration : modification des bits utiles du bitstream initial Inconvénients:processus lent, bitstream différents selon les familles => ne fonctionne que pour une famille de FPGA Avantage:simplicité de mise en oeuvre La préemption appliquée aux FPGAs Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

10 II- La préemption appliquée aux FPGAs 3/4 2-Méthode du « scan path » Avantage : Augmente la vitesse de lecture des états des registres Inconvénient : Augmentation proportionnelle du nombre de cellules logiques Gestion : realisée par microprocesseur externe Extraction/Restauration: registres placés en parallèles au design d’après les méthodes issues des techniques de test de conception La préemption appliquée aux FPGAs Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

11 II- La préemption appliquée aux FPGAs 4/4 3-Méthode de préemption par autogestion Extraction/Restauration: Chaque module s’occupe de sauvegarder lui-même ses registres Gestion: contrôleur interne au circuit implémenté en matériel Avantage: ne nécessite qu’un seul composant Inconvénient: mise en œuvre complexe La préemption appliquée aux FPGAs Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

12 Conclusion Préemption d’un FPGA= extraction et restauration du contexte Trois Méthodes de préemption recensées dans la littérature: a)Méthode « read back » : -Extraction et restauration à partir d’une relecture du bitstream en cours -Gérée par microprocesseur b)Méthode « scanpath » : -Extraction et restauration grâce à un « scanpath » associé au module -Gérée par microprocesseur c)Méthode par préemption autogérée : -Extraction et restauration effectuée par la tâche elle-même -Gérée par un contrôleur interne au FPGA La préemption appliquée aux FPGAs Julien LALLETvendredi 17 avril 2015

13 Merci de votre attention…