Stemmer, Ralf (2024) Simulation Based Execution Time Analysis of SDF Applications on Heterogeneous MPSoCs Using Measured Delay Distributions. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

The complexity of tasks of modern embedded systems changed from simple control algorithms to image-processing or even Artificial Intelligence. During design optimization of Heterogeneous Multi-Processor Systems-on-a-Chip early performance analysis is required to guarantee a certain quality of service. The proposed simulation based approach to analyze timing behavior of software addresses accuracy by maintaining scalability. Hardware is modeled as a set of composable tiles. The software model differentiates between computation and communication phases. This allows to determine interference on shared resources. Measured delays are used for the performance model. By keeping the distribution of execution delay the analysis results are more representative to the actual behavior of the real system. The approach presented in this thesis allowed a prediction of the average execution time of a HW/SW configuration with an error less than 5%.

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Simulationsbasierte Ausführungszeitanalyse von SDF Anwendungen auf heterogenen Multi-Processor Systems-on-a-Chip unter Verwendung von gemessenen Verzögerungsverteilungen

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Die Komplexität der Aufgaben moderner eingebetteter Systeme hat sich von einfachen Steuerungsalgorithmen bis hin zu Bildverarbeitung oder gar KI geändert. Bei der Designoptimierung von Heterogenen Multi-Processor Systems-on-a-Chip ist eine frühzeitige Performanzanalyse erforderlich, um eine bestimmte Qualität zu gewährleisten. Der vorgestellte simulationsbasierte Ansatz zur Zeitverhaltensanalyse von Software erlaubt hohe Genauigkeit sowie Skalierbarkeit. Hardware wird als zusammensetzbare Kacheln modelliert. Das Softwaremodell unterscheidet Berechnungs- und Kommunikationsphasen. Dies ermöglicht die Bestimmung von Interferenzen auf gemeinsamen Ressourcen. Gemessene Zeiten werden für das Performanzmodell verwendet. Indem die Verteilung der Ausführungszeiten erhalten bleibt, sind die Ergebnisse repräsentativer für das reale System. Der vorgestellte Ansatz ermöglicht eine Vorhersage der durchschnittlichen Ausführungszeit einer HW/SW-Konfiguration mit einem Fehler von weniger als 5%.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Embedded Systems, Performance Analysis, Delay Distribution, Simulation, HMPSoC
Subjects:	Generalities, computers, information > Computer science, internet
Divisions:	School of Computing Science, Business Administration, Economics and Law > Department of Computing Science
Date Deposited:	23 Feb 2024 15:06
Last Modified:	23 Feb 2024 15:06
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/6212
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-62930
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