Aquarius Uma plataforma para desenvolvimento de sistemas digitais dinamicamente reconfiguráveis

Há um grande interesse por parte dos pesquisadores em relação às características de autoreconfiguração e auto-adaptação presentes em plataformas modernas de hardware baseadas em dispositivos lógicos dinamicamente reconfiguráveis FPGAs (Field Programmable Gate Arrays). Alguns destes dispositivos apresentam características ainda mais específicas, permitindo sua reconfiguração parcial e dinâmica, o que permite que, parte da lógica, possa ser modificada enquanto o restante do circuito permanece em operação. O objetivo desta dissertação é desenvolver uma Plataforma de Reconfiguração Dinâmica baseada em FPGAs, que permita a execução de aplicações utilizando os métodos de hardware virtual, permitindo modificações nas configurações parciais em hardware, processamento massivo de dados, etc. Esta plataforma é um estudo de caso em reconfiguração dinâmica para implementação real dos trabalhos de pesquisa em Escalonamento de Tarefas e Particionamento Temporal. Esta plataforma híbrida, denominada Aquarius, é composta pelas plataformas Altera e Xilinx, baseadas nos dispositivos FPGAs Stratix-II e Virtex-II, respectivamente. A plataforma Altera oferece todo o suporte para reconfiguração do dispositivo da Xilinx. Esta plataforma é controlada por um processador soft-core Nios da Altera, o qual possui o suporte de um SO uCLinux, além de device drivers especialmente desenvolvidos para reconfiguração do dispositivo da Xilinx. Um módulo de reconfiguração especial, o IP-SelectMAP, foi desenvolvido para programação do hardware dinâmica e parcialmente reconfigurável. Este módulo recebe informações da plataforma da Altera, através dos device drivers, os bitstreams, arquivos responsáveis pela programação do dispositivo da Xilinx. Todos os bitstreams de configuração são previamente escalonados de acordo com a aplicação do usuário. Desenvolver sistemas de reconfiguração dinâmica ainda é um desafio, porque sua implementação é complexa e por haver poucas plataformas de hardware e software para projetá-los. No entanto, metodologias de projeto como as aqui propostas, permitem que novas classes de hardware virtual possam ser, no futuro, mais facilmente utilizados, assim como, soluções reais, em processamento massivo de dados em plataforma Multi-FPGA