Tesis doctoral de JavierEvandro Soto Vargas
Esta tesis doctoral describe una arquitectura de hardware auto-adaptable novedosa y no convencional con capacidad de procesamiento en paralelo. Por razones de escalabilidad, esta arquitectura bioinspirada está basada en una matriz regular de células homogéneas. La arquitectura propuesta es programable, e implementa de manera distribuida diversas capacidades auto-adaptables incluyendo el auto-emplazamiento y auto-enrutamiento, los cuales debido a su diseño intrínseco, permiten el desarrollo de sistemas reconfigurables en tiempo de ejecución, así como de sistemas auto-reparables y/o con capacidades de tolerancia a fallos. la implementación física de esta arquitectura esta compuesta de dos capas, que incluyen células interconectadas en el primer nivel y matrices de conmutación y pines en el segundo nivel. La célula es el elemento básico de la arquitectura propuesta. Cualquier aplicación que se quiera programar en el sistema debe estar organizada en componentes, donde cada componente está compuesto por una o más células interconectadas. La interconexión de células dentro de un componente es realizado en el mismo nivel de la matriz de células, mientras que la interconexión de componentes es realizada en la segunda capa. Adicionalmente, se definen dos capas conceptuales que son usadas con propósitos organizativos en aplicaciones de propósito general, estas son: el sane y el sane-assembly (o conjunto de sanes). La entidad auto-adaptable interconectada o sane está compuesta por un grupo de componentes. Este es el sistema de computación auto-adaptable básico, el cual tiene la habilidad de monitorizar su entorno local y su proceso de computación interno. las capacidades de procesamiento de la célula están incluidas en su unidad funcional (fu). Esta puede ser definida como un multicomputador configurable con cuatro núcleos, los cuales son agrupados o no dependiendo del modo de configuración. La fu tiene doce modos de configuración programables, por lo que cada célula permite seleccionar entre uno y cuatro procesadores trabajando en paralelo con diversas capacidades en las memorias de programa y datos. Las capacidades auto-adaptables de la célula son ejecutadas principalmente por la unidad de configuración de la célula (ccu). El algoritmo de auto-emplazamiento es el encargado de encontrar la posición mas adecuada dentro de la matriz de células para insertar la nueva célula de un componente. El algoritmo de auto-enrutamiento permite interconectar los puertos de las fu de dos células. Los procesos de auto-emplazamiento y auto-enrutamiento permiten realizar en tiempo real cambios funcionales complejos; estos procesos dotan al sistema de una mayor funcionalidad, permitiendo que el sistema cambie por si mismo, lo que permite la implementación de la auto-configuración en tiempo real, sin la necesidad de ningún gestor de configuración. la arquitectura propuesta incluye dos mecanismos de tolerancia a fallos. Uno de estos es una técnica escalonada y dinámica de tolerancia a fallos, que tiene la habilidad de crear y eliminar copias redundantes de la unidad funcional (o de cómputo) de una aplicación específica. El otro mecanismo de tolerancia a fallos es el sistema de tolerancia a fallos dedicado o estático. Este provee capacidades de procesamiento redundante que están en funcionamiento continuamente. Cuando un fallo en la ejecución de un programa es detectado, los procesadores de la célula son detenidos y los procesos de auto-eliminación y auto-replicación se inician para la célula (o células) implicada en el fallo. se desarrolló un prototipo basado en fpgas y una herramienta de software para comprobar la funcionalidad del sistema. El prototipo incluye todas las características de los sistemas auto-adaptable descritas en este trabajo. El sane project developer (spd) es un ambiente integrado de desarrollo (ide) que permite generar y descargar la memoria de inicialización de datos para el microprocesador de control dentro del prototipo.
Datos académicos de la tesis doctoral «Proposal and development of a highly modular and scalable self-adaptive hardware architecture with parallel processing capability«
- Título de la tesis: Proposal and development of a highly modular and scalable self-adaptive hardware architecture with parallel processing capability
- Autor: JavierEvandro Soto Vargas
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 02/07/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Juan Manuel Moreno Arostegui
- Tribunal
- Presidente del tribunal: gilles Sassatelli
- enrique Fernando Canto navarro (vocal)
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