Métaheuristiques pour la synthèse de haut niveau
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(124) "# 3 . B B 8 # 8 & 3 & I &7 & & & 8 complexité Complexité Algorithmique (~Loi de Shannon) Performance des processeurs (~Loi de Moore). 3G. 2G Capacité des batteries. 1G 1984. . 1988. 1992. 1996. 2000. 2004. 2008. J . 2012. 2016. 2020. ! . # # # $ % & & B > 8 mm2 B K # < (% = 3 K # : 7B 8 # 8 B & . ) <9 =B # 8 : )K (%/ L) ((1MB & @ & & . # # # &
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(127) 3 & & &@ ! # 7 @ 3. Algorithme. Implémentation logiciel. GPP. ASIP. . Implémentation matérielle. ASIC. Implémentation mixte. SoC.
(128) J 4 7 . $ <5""= 7 ! . & & 8 I J 8. % J & I N & $ J @ & & I B B B 8. > & ! ) + L-$
(129) M # 3 ! 2 B & @ . $ . 2+ : B 8 ! ? & ; 2+ O & > B .
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(140) μP #1. Mémoire partagée. ASIC #1. Interconnexion. ASIC #2. . μP #2. Bloc ReConfigurable. E/S. J + & $# 8 . &2++" ! 8 ! I &2++" 5+) <H)2" 2-) ! V =B & ! 8. B 7 ! 2 B 2++" + . $ ' ! B . ! & B 8 ! & 3 ! L6W ((%M <V4+= . ; @ 9"52 O : 7B 9"52 ! . > O 9"52B 8 & & & 7 B B B 9"52 2 B & & ! B 9"52 & 8 ! $ O . > . L-$
(141) M ! ?' > > ! & ! ! ' . %.
(142)
(143)
(144) Performance (MOPS/mW or MIPS/mW) 1000. ASICs ASSPs. 100. FPGAs 10. ASIPs. 1. Microprocesseurs Flexibilité. 0.1. 1. J "! . Conception. 9 Test. 3 Modélisation. idée. tester. Description RTL. 10000. Synthèse logique. 01001 11100. Description en portes logiques Synthèse physique Dessin du masque du circuit. 2. Fabrication. Fabrication de masque. Fabrication de wafer. . 4. Emballage. Couper. Emboîter. / J $ & .
(145) 2 0 + B & 3 & $ <9 /= L) (( M > . : 7B . /(X B &, &
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(153)
(154)
(155) . J . 1992. 1994. 1996. 0,6. 0,5. 0,35. 1k. 5k. 15k. 50k. 250k. 750k. 4k. 6k. 9k. ~10. ~40. ~80. 1998. 2000. 2002. 2004. Finesse de gravure (nm) 0,18 0,13 90 # de portes / mm2 30k 45k 80k 150k # de portes / die(50mm2) 1,5M 2,25M 4M 7,5M # de portes / concepteur / an 40k 56k 91k 125k Homme.Année / die(50mm2) ~40 ~40 ~43 ~60 0,25. 2006. 2008. 2010. 65. 45. 32. 300k. 600k. 1,2M. 15M. 30M. 60M. 200k. 200k. 200k. ~75. ~150. ~300. # ## $ $# ! & B -V L5@R ((
(156) M G 3B ! 3 B 3 ! > $# $ B & & > " $# . # ## $ ( @ *W?+W 8 4 @ & L)
(157) B : ((1B F!
(158) M > ' @ > B 84 ! . & <9"52B 2+ B 2++"B = : 7B & > & ! B & $B &. # 3 B B ! & " > B 84 $ ! . # ## $ " 8 E B & (.
(159) Caractériser les solutions: • Coût HW (mm2) • Taille Mémoire (Kb, code source) • HW : Chemin critique (ns), • SW : # cycles, ex. profiling. Spécification. Estimations/Mesures. Partitionnement Logiciel/Matériel. Synthèse Sw. Synthèse interfaces. Exploration et Fonction de coût: • Sélection composants • Allocation • Ordonnancement. Synthèse Hw. soc. . J ' . 3 & # &; &" ! I L $
(160) M B B > LAR
(161) M ! 7 : 7B &" ' &" ! $# . B B ! B 3 ,8 ; & &" ; 3 & & B & B ; 3 $# O ! 3 8 . . . <-H=B 3 B #. $ ! , ; ! # & 8 . # & > .
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(196) (M V ! @ & B $# 3 O $# & ; %.
(197) % % Analyse au niveau fonctionnel Exploration au niveau système Espace de solution. Rapidité. Exploration au niveau RTL. Précision. Exploration au niveau algorithmique. Prototypage.
(198) . J : & 7 & . " # $# ; 3 4 B & & # 3 & 3 # # & !B B & & $# B < B B =B @ ! < ! B 8 B = # -V $# <9
(199)
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(201) M ' N 495 LH (1%M # .
(202)
(203) Contraintes. Algorithme. Synthèse de haut niveau. Compilation. Bibliothèque Sélection Architecture (registres, opérateurs, interconnections). Allocation Ordonnancement. Synthèse logique & synthèse physique. Assignation. Circuit (transistors).
(204)
(205) J 9 $#
(206) . $ 3 & $ & . # 8 & # ! B . # L6R ((%M. $ > $ & & 3 . & > L5 ((
(207) M 8 ! B B 8 < & = & & . $ . 7 & &8 & @ ! . & LFR ((/B ) (( B - (( M H . & I & &8 4 # B . 1.
(208) % % < ? = 3 > 3 & B &@ ! 3 & 4 #. B & > B &@ ! . $
(209) . & 3 4 B & ; ; $ & & & B ; & ! # & . $ !
(210) 3 . 8. <= ; R & 8. & & > # @ ; & # & D L" (1(M L
(211) 1M. " , & B $# # # ! # ! ! & 3 & 2 # $# 3 > 8 <9
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(213) 8= # ! B & &8 > & 495 B $ B ; #. ) * + . 2 495B G(V1 , V2 , E) $ V1 & B V2 & E & 5B <9
(214) = (.
(215)
(216) a. a. b +. b +. 1. e. e +. 1. +. 2. 2. y. y. (a) DFG de base. (b) DFG simplifié.
(217) J 5 9 4 . ! ! B & & > & 495. a Void example (int a, int b, int y){. b. a. s1. 1. +. int e;. b +. 1. s2. e = a+b;. e. y = a+e;. +. }. e 2. s3. +. y (a) Description algorithmique. y. y. (b) DFG. a. variables. 2. (c) DFG ordonnancé. b. e b. +. a. 1 s1. s2. s3. s4. 2. temps. e (d) Durées de vie des variables. +. y. (e) Graphe de compatibilité des variables.
(218) . (f) Graphe de compatibilité des opérations. J : . 4 & >
(219) & & ! & & & B B $ S2 & &
(220) $ S3
(221) .
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(238) /8. {a}. {b}. R1. {e}. R2. {a,y}. {y}. R4. R3. {b,e}. R1. A1. R2. A1.
(239) / J 4 & ; # & @ ! $# O V & B & B & # $ 3 . O O 3 & . # " $#B & & L $
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(258) M # & [ ! @ ! I A m × n , aij B c n cj b m bi . ⎧ ) z = c.x ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ + I PL = ⎪ 2 T ⎪ ⎪ ⎩ ≥
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(266) ! @ !
(267) O
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(269) 3 oi sj 3 !; [Ei, Li] Ei & &8
(270) /.
(271)
(272) oi N Li & 2+2" & 2 2"
(273) & $ k B 3 ; & 7 j . OP = {oi/i = 1..n} I T = {tk /k = 1..m} I OPtk INDEXtk = {i/oi ∈ OPtk } Ntk Ctk S = {sj /j = 1..r}. I I I I I. & n & & 7 $ & m . & $ tk & $ tk & $ tk O & $ tk B S & r &.
(274) . minimiser. J A . m . Ctk × Ntk. <
(275) =. k=1. ∀i, 1 i n, (. . xi,j = 1). <
(276)
(277) =. Ei jLi. . ∀j, 1 j r, ∀k, 1 k m, (. xi,j Ntk ). <
(278) =. i∈IN DEXtk. ∀i, j, oi ∈ predoj (. Ei kLi. (k × xi,k ) −. . (l × xj,l ) −1). <
(279) =. Ei lLi. xij ∈ {0, 1}∀i, ∀j.. <
(280) /=.
(281) oj B < predoj = # N : & xi,k = xj,l = 1 k < lB k l
(282) %.
(283)
(284) '
(285)
(286) % % i j :>B
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