Arquitetura pdccm em hardware para compressão/descompressão de instruções em sistemas embarcados

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:03:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO - WANDERSON ROGER.pdf: 2032449 bytes, checksum: f75ada58e34bb5da29e9716bc5899cab (MD5) Previous issue date: 2009-04-30Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do AmazonasIn the development of the design of embedded systems several factors must be led in account, such as: physical size, weight, mobility, energy consumption, memory, cooling, security requirements, trustiness and everything ally to a reduced cost and of easy utilization. But, on the measure that the systems become more heterogeneous they admit major complexity in its development. There are several techniques to optimize the execution time and power usage in embedded systems. One of these techniques is the code compression, however, most existing proposals focus on decompress and they assume that the code is compressed in compilation time. Therefore, this work proposes the development of an specific architecture, with its prototype in hardware (using VHDL and FPGAs), special for the process of compression/decompression code. Thus, it is proposed a technique called PDCCM (Processor Memory Cache Compressor Decompressor). The results are obtained via simulation and prototyping. In the analysis, benchmark programs such as MiBench had been used. Also a method of compression, called of MIC was considered (Middle Instruction Compression), which was compared with the traditional Huffman compression method. Therefore, in the architecture PDCCM the MIC method showed better performance in relation to the Huffman method for some programs of the MiBench analyzed that are widely used in embedded systems, resulting in 26% less of the FPGA logic elements, 71% more in the frequency of the clock MHz and in the 36% plus on the compression of instruction compared with Huffman, besides allowing the compression/decompression in time of execution.No desenvolvimento do projeto de sistemas embarcados vários fatores têm que ser levados em conta, tais como: tamanho físico, peso, mobilidade, consumo de energia, memória, refrescância, requisitos de segurança, confiabilidade e tudo isso aliado a um custo reduzido e de fácil utilização. Porém, à medida que os sistemas tornam-se mais heterogêneos os mesmos admitem maior complexidade em seu desenvolvimento. Existem diversas técnicas para otimizar o tempo de execução e o consumo de energia em sistemas embarcados. Uma dessas técnicas é a compressão de código, não obstante, a maioria das propostas existentes focaliza na descompressão e assumem que o código é comprimido em tempo de compilação. Portanto, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma arquitetura, com respectiva prototipação em hardware (usando VHDL e FPGAs), para o processo de compressão/descompressão de código. Assim, propõe-se a técnica denominada de PDCCM (Processor Decompressor Cache Compressor Memory). Os resultados são obtidos via simulação e prototipação. Na análise usaram-se programas do benchmark MiBench. Foi também proposto um método de compressão, denominado de MIC (Middle Instruction Compression), o qual foi comparado com o tradicional método de compressão de Huffman. Portanto, na arquitetura PDCCM o método MIC apresentou melhores desempenhos computacionais em relação ao método de Huffman para alguns programas do MiBench analisados que são muito usados em sistemas embarcados, obtendo 26% a menos dos elementos lógicos do FPGA, 71% a mais na freqüência do clock em MHz e 36% a mais na compressão das instruções comparando com o método de Huffman, além de permitir a compressão/descompressão em tempo de execução