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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86946| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Análise de falhas de coprocessadores compartilhados em um MPSoC para estender o ISA RISC-V |
| Título em inglês: | Failure analysis of shared coprocessors on a MPSoC to extend the RISC-V ISA |
| Autor(es): | Reis, Jorge Luiz Costa |
| Orientador: | Silveira, Jarbas Aryel Nunes da |
| Palavras-chave em português: | Arquitetura do conjunto de instruções;Sistema multiprocessador em chip;Computador com conjunto de instruções reduzido;Tolerância a falhas |
| Palavras-chave em inglês: | Instruction set architecture;Multiprocessor system on chip;Reduced instruction set computer;Fault tolerance |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
| Data do documento: | 2023 |
| Citação: | Reis, Jorge Luiz Costa. Análise de falhas de coprocessadores compartilhados em um MPSoC para estender o ISA RISC-V. 2023. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Teleinformática, Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
| Resumo: | Arquiteturas de Conjunto de Instruções Reduzidas (RISC) otimizam uma ISA complexa ao implementar apenas as instruções mais frequentemente usadas em hardware. No entanto, o tempo de execução da aplicação aumenta significativamente ao executar instruções de uso intenso em software. Uma técnica que otimiza a relação entre custo de implementação e tempo de execução é o uso de um Sistema-em-Chip Multiprocessador (MPSoC), no qual processadores estendem sua ISA compartilhando coprocessadores que implementam instruções menos usadas. Nesta dissertação é analisado o impacto de falhas em coprocessadores compartilhados em duas arquiteturas de MPSoC RISC-V. Em uma primeira fase avaliamos essas arquiteturas utilizando duas aplicações de processamento de imagens em três modelos diferentes de quatro taxas de falha em termos de dissipação de energia, consumo de energia, consumo de área, frequência máxima de operação e tempo de execução. Os experimentos dessa fase mostram um aumento máximo de 16% no tempo de execução para a aplicação com uma porcentagem de instruções executadas no coprocessador menor. Para a aplicação com a maior taxa de uso de coprocessador, o tempo de execução não aumenta significativamente nas configurações arquiteturais propostas para o MPSoC após o primeiro cenário de falhas. Para a segunda fase do trabalho o MPSoC foi expandido permitindo o teste de seis modelos diferentes de quatro taxas de falha. Os experimentos dessa fase mostraram um aumento de 34% no tempo de execução para a aplicação com uma taxa menor de instruções executadas no coprocessador. Para a outra aplicação, o aumento chegou a 92% no tempo de execução. |
| Abstract: | Reduced Instruction Set (RISC) architectures optimize a complex ISA by implementing only the most frequently used instructions in hardware. However, the application execution time significantly increases when executing heavily used instructions in software. One technique that optimizes the trade-off of implementation cost and execution time is the use of a Multiprocessor System-on-Chip (MPSoC), in which processors extend their ISA by sharing coprocessors that implement lesser-used instructions. In this work the impact of shared coprocessor failures on two RISC-V MPSoC architectures is analyzed. In the first phase, we evaluated these architectures using two image processing applications and four different models of failure rates in terms of power dissipation, energy consumption, area consumption, maximum operating frequency, and execution time. The experiments in this phase show a maximum increase of 16% in execution time for the application with a lower percentage of instructions executed on the coprocessor. For the application with the highest rate of coprocessor use, the execution time does not increase significantly in the proposed architectural configurations for the MPSoC after the first failure scenario. For the second phase of the work, the MPSoC was expanded to allow testing with six different models and four failure rates. The experiments in this phase showed a 34% increase in execution time for the application with a lower rate of instructions executed on the coprocessor. For the other application, the increase reached 92% in execution time. |
| Descrição: | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86946 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/7715232992765122 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/0406937598151848 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | DETE - Dissertações defendidas na UFC |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 2023_dis_jlcreis.pdf | Dissertação | 28,93 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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