Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Institut für Technische Informatik
nicht in der Lage von möglicherweise vorhandener Parallelität auf Thread-Ebene zu profitieren,
weil sie keine zusätzlichen Prozessorkerne auf der rekonfigurierbaren Hardware
erzeugen können. Außerdem können sie auch den Prozessortyp (z.B. RISC, VLIW etc.)
nicht wechseln und es gibt auch keine Architektur, in der grob- und feingranular rekonfigurierbare
Hardware eng gekoppelt integriert wird.
An unserem Lehrstuhl forschen wir in Kooperation mit dem Institut für Technik der
Informationsarbeitung (Ralf König, Timo Stripf and Prof. Jürgen Becker, ITIV, KIT) an
einer neuartigen Architektur, die sich aus einer Vielzahl verschiedener Kacheln zusammensetzt
(individuell rekonfigurierbare Hardwaremodule), welche wiederum dynamisch
kombiniert werden können, um verschiedene Prozessortypen oder CIs zu realisieren.
Zusätzlich erlaubt die Architektur es, ein Feld aus fein- und grobgranularen gekapselten
Datenpfadelementen (EDPEs) so zu rekonfigurieren, dass eng gekoppelte multigranulare
CIs entstehen, um den vielfältigen Rechenanforderungen von Anwendungen entsprechen
zu können. Die Größe und Komposition des EDPE Feldes kann zur Entwurfszeit festgelegt
werden. EDPEs können zur Laufzeit zwischen einem Prozessormodus oder einem CI
Modus umgeschaltet werden. Im Prozessormodus werden die grobgranularen EDPEs verwendet,
um einen Prozessortypen zu realisieren (z.B. RISC oder mehrere EDPEs für
VLIW). Im CI Modus werden sowohl grob, als auch feingranulare EDPE kombiniert, um
eine aus mehreren von Übersetzern vorbereiteten CI Versionen zu implementieren, die
unabhängig von den Ressourcen arbeitet, die für den Prozessormodus benötigt werden.
Wir haben die Durchführbarkeit unserer neuartigen Architektur demonstriert, die
anspruchsvolle reale Anwendungen wie AES und H.264 Video Encoder benutzt. Die KHA-
RISMA-Architektur zusammen mit einem Softwaregerüst und Laufzeitsystem erzielt im
Vergleich zur aktuellen Technik eine höhere Effizienz in nicht vorhersagbaren Szenarien.
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