Contrôle distribué pour les systèmes multi-cœurs auto-adaptatifs

par Imen Mansouri

Thèse de doctorat en SYAM - Systèmes Automatiques et Microélectroniques

Sous la direction de Lionel Torres.

Soutenue le 30-11-2011

à Montpellier 2 , dans le cadre de Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014) , en partenariat avec LIRMM - Laboratoire d'Informatique, Robotique et Micro-électronique de Montpellier (laboratoire) .

Le jury était composé de Lionel Torres, Fabien Clermidy, Pascal Benoit, Olivier Sentieys.

Les rapporteurs étaient Frédéric Pétrot, Michele Auguin.


  • Résumé

    Les architectures régulières intégrant plusieurs cœurs de traitement sont davantage utilisées dans les systèmes embarqués. Dans cette thèse, on s'intéresse aux mécanismes d'optimisation d'énergie dans des architectures avec une dimension étendue; pour faire face aux problèmes de variabilité technologique et aux changements du contexte applicatif, le processus d'optimisation se déroule en temps réel. Des capteurs in-situ détectent le degré de dégradation du circuit. Quant a la variabilité applicative, des moniteurs d'activité sont insérés sur un niveau architectural pour estimer la charge de travail engendrée par l'application en cours et la consommation qui en découle. Nous avons développé une méthode systématique pour l'intégration de ces capteurs avec un moindre coût en surface. Leurs sorties alimentent un processus d'optimisation basé sur la théorie de consensus et dupliqué dans chaque cœur. Ce contrôle vise à fixer la meilleure configuration locale à chaque cœur permettant d'optimiser la consommation globale du système tout en respectant les contraintes temps réel de l'application en cours. Ce schéma opère d'une manière complètement distribuée afin de garantir la scalabilité de notre solution, et donc sa faisabilité, compte tenu de la complexité des circuits actuels et futurs.

  • Titre traduit

    Distributed Control for Self-adaptatif Multi-Core Architectures


  • Résumé

    Regular architectures embedding several processing elements are increasingly used in embedded systems. They require careful design to avoid high power consumption and to improve their flexibility. This thesis work deals with optimization mechanisms of large scale architectures; to meet variability issues, optimization is processed at run-time. The target design implements in-situ features to collect physical information about its yield and to monitor application workload and generated consumption. As for workload monitoring, we use activity counters connected at architecture level to a set of critical signals. We developed an automated method to optimally place these features with a minimal area overhead. The collected information are used further jointly with a power model to estimate the dissipated power and then driven appropriate optimization process. Optimal frequency for each core is set by means of a distributed controller based on consensus theory. The resulting settings aim to reduce the whole system power while fulfilling application constraints. The scheme needs to be fully distributed to garantee the control scalability, and so feasibility, as the number of cores scales.

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