OMPSoC: Modelagem de Sistemas Heterogêneos Comunicados por Redes Intrachip Ópticas

Resumo

Os projetistas de MPSoC (do inglês, Multi-Processor System on Chip) adotaram metodologias de modelagem de hardware em alto nível e descrição de módulos reaproveitáveis para reduzir o esforço e a complexidade de implementação do projeto de sistemas integrados ante o contínuo aumento na integração dos dispositivos. Atualmente, estes dispositivos se comunicam no nível intrachip com barramentos cuja implementação garante a interoperabilidade entre os elementos do MPSoC, mas com baixa escalabilidade e baixo reuso de módulos. Porém existe um crescente interesse na indústria de incorporar o uso de redes intrachip (NoC) para comunição, permitindo a conexão de muitos elementos de processamento num mesmo chip (mais que 40) diferentemente dos barramentos.Neste trabalho pretende-se, a partir de linguagens de descrição de hardware de alto nível de abstração, modelar plataformas heterogêneas de simulação CPU+GPU usando estruturas NoC para a comunicação dos elementos e avaliar o seu desempenho com diversas métricas conhecidas da literatura. Também, o trabalho envolverá a modelagem de estruturas fotônicas de comunicação que formam redes intrachip ópticas (ONoC), motivado pela visível tendência na fabricação de chips 3D multicamadas e com o objetivo de avaliar as vantagens que oferece na redução do consumo de energia no chip. Espera-se, com este trabalho chegar à implementação de plataformas de simulação que facilitem a tomada de decisões dentro do fluxo de projeto de MPSoCs e a obtenção de parâmetros para comparação com os poucos trabalhos que aprofundam nesta área.A linguagem SystemC-TLM será usada como base para a modelagem de hardware tanto do tipo elétrico quanto óptico. Serão usados modelos existentes de processadores ARM, MIPS, PowerPC, SPARC e serão estudados os modelos de CPU+GPU para avaliar a sua implementação. Um bom exemplo da dificuldade no desenvolvimento é a integração dos modelos CPU+GPU com os modelos de processadores existentes mencionados anteriormente. Outra das dificuldades é a modelagem de elementos fotônicos e a integração com os modelos de processadores do tipo elétrico.