ΠΕΝΕΔ’03: Σχεδιασμός ενσωματωμένων συστημάτων με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας για την υλοποίηση εφαρμογών πολυμέσων και ασύρματων δικτύων (Design of Low Power Embedded Systems for Implementation of Multimedia and Wireless LAN Networks)
Funding: ΕΠΑΝ 8.3-ΠENEΔ 2003. Πρόγραμμα Ενίσχυσης Ερευνητικού Δυναμικού
Project Summary:
Κύριος στόχος του προτεινόμενου ερευνητικού έργου είναι η ανάπτυξη μεθοδολογιών σχεδιασμού για χαμηλή κατανάλωση ισχύος ενσωματωμένων συστημάτων (embedded systems) που υλοποιούν εφαρμογές πολυμέσων και ασυρμάτων δικτύων. Η μεθοδολογίες θα εφαρμόζονται σε υψηλό επίπεδο σχεδιασμού, όπου οι δυνατότητες για βελτίωση είναι μεγαλύτερες. Πιο συγκεκριμένα, θα αναπτυχθούν νέοι μέθοδοι σχεδιασμού δυναμικών τύπων δεδομένων και δυναμικών διαχειριστών μνήμης, οι οποίοι θα δίνουν την δυνατότητα βέλτιστης χρήσης της μνήμης, λόγω του έμφυτου δυναμικού χαρακτήρα των εφαρμογών πολυμέσων και ασυρμάτων δικτύων. Έμφαση θα δοθεί στην δημιουργία εργαλείων που θα αναλύουν στατικά και δυναμικά τις εφαρμογές (σε όλα τα πιθανα σενάρια χρήσης τους) και θα παρέχουν ιδιαίτερα εξειδικευμένες λύσεις σε κάθε περίπτωση. Οι μεθοδολογίες θα εκμεταλλεύονται τα πολλαπλά επίπεδα των κρυφών μνημων (caches) και θα διαχειρίζονται εξειδικευμένες ιεραρχίες μνήμης μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας ως και 70%. Επιπλέον, οι μεθοδολογίες θα δίνουν την δυνατότητα βελτιστοποίησης άλλων κρίσιμων παραμέτρων του συστήματος, όπως ταχύτητα, μέγεθος απαιτούμενης μνήμης και χρήση του δίαυλου επικοινωνίας. Επίσης, θα σχεδιαστούν εργαλεία που θα επιταχύνουν την υλοποίηση των μεθοδολογιών, με αποτέλεσμα τη μείωση του χρονου σχεδιασμού όλου του ενσωματωμένου συστήματος. Σε συνεργασία με τις παραπάνω μεθοδολογίες, θα αναπτυχθούν νέες τεχνικές τμηματοποίησης (partitioning) του πηγαίου κώδικα των εφαρμογών πολυμέσων και ασυρμάτων δικτύων σε κώδικα που θα εκτελεστεί στον μικροεπεξεργαστή του ενσωματωμένου συστήματος και σε κώδικα που θα υλοποιηθεί σε δυναμικά επαναδιαμορφούμενες αρχιτεκτονικές (reconfigurable architectures), λαμβάνοντας υπόψη την ταχύτητα, την κατανάλωση ισχύος και την επιφάνεια σε πυρίτιο. Τέλος, θα σχεδιαστούν δυναμικά επαναδιαμορφούμενες αρχιτεκτονικές, οι οποίες θα επιταχύνουν την εκτέλεση των εφαρμογών, και σε συνεργασία με την δυναμική διαχείριση μνήμης και την προτεινόμενη ιεραρχία μνήμης θα έχουν χαμηλή κατανάλωση ισχύος. Συνοπτικά, το προτεινόμενο έργο αποτελείται τρεις ενότητες: Μεθοδολογία Δυναμικής Διαχείρισης Μνήμης για Εφαρμογές Πολυμέσων, Μεθοδολογία Δυναμικής Διαχείρισης Μνήμης για Εφαρμογές Ασυρμάτων Δικτύων και Εργαλεία Αυτοματοποίησης και Μεθοδολογία Σχεδιασμού Επαναδιαμορφούμενων Αρχιτεκτονικών. Τα παραδοτέα του έργου θα είναι: α) αναφορές που περιγράφουν τις μεθοδολογίες σχεδιασμού δυναμικής μνήμης και δυναμικά επαναδιαμορφούμενων αρχιτεκτονικων για ενσωματωμένα συστήματων και β) εργαλεία λογισμικού για την αυτοματοποίηση του σχεδιασμού διαχειριστών δυναμικής μνήμης, βελτιστοίησης δυναμικών τύπων δεδομένων και απεικόνισης κώδικα σε επαναδιαμορφούμενες διατάξεις.