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Synthèse de haut-niveau de contrôleurs ultra-faible consommation ...

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tel-00553143, version 1

tel-00553143, version 1 - 6 Jan 2011 12 Résumé étendu Contribution Discussed in Chapter 4 .c .c .c Task C FSM.vhd Task B Task.c Compiler Front-end Tree-based Instruction Selection and Mapping Register Allocation FSM Generation Software Tasks Task A Micro-Task Synthesis Design- Flow CDFG-Level IR Assembly-Level IR Datapath.vhd Custom Datapath Model Application Task A EventA Task B Task C Hardware Micro-Tasks .vhd .vhd .vhd .vhd System Micro-Task C Micro-Task B Micro-Task A Monitor Hardware Synthesis Tool Final IC Bitwidth Adaptation Assembly-Level IR Datapath Generation EMF-based RTL-Models for FSM and Datapath Code-Generation Tool Shared Mem Model Transformation Guard Expression Evaluation Transistor Level Insertion of Power Gating Contribution Discussed in Chapter 5 EventB Proposed Textual DSL for System- Level Description Application.sysdesc System Monitor Synthesis Design- Flow CDFG of Micro-Tasks EMF-based Intermediate Model of the System SM Generation EMF-based RTL-Model for System Monitor Code-Generation Tool SM.vhd Figure 6: Flot de conception système LoMiTa

tel-00553143, version 1 - 6 Jan 2011 Contributions 13 0.4 Contributions Les contributions de cette thèse sont décrites ci dessous. � Nous proposons un flot de conception original pour la génération de plateformes matérielles pour réseaux de capteurs très faible consommation. Ce flot se base sur la notion de micro-tâche matérielle et permet la génération d’une description d’une plate-forme complète. Dans ce flot, le comportement de chaque tâche est spécifié an C ANSI et est mappé sur une micro-architecture dédiée, grâce à une version adaptée d’un compilateur reciblable. � Nous montrons également dans cette approche que les techniques à base de power gating permettent d’obtenir des temps de commutation très courts, de l’ordre de quelques dixièmes de miro-secondes, et ce même pour des micro-tâches de taille importante. Ces propriétés permettent d’améliorer le temps de réponse d’au minimum 50% par rapport à des solutions basées sur des microcontrôleurs de type MSP430. � Nous proposons également un langage dédié (DSL) qui peut-être utilisé pour spécifier la vue système de la plateforme et qui permet de générer une description synthétisable de l’ensemble du système et en particulier le moniteur système qui est utilisée pour contrôler l’activation et la désactivation des micro-tâches matérielles. � Notre approche permet d’obtenir des gains en puissance dynamique d’environ deux ordres de grandeur par rapport à des solution existantes à base de microcontrôleurs programmables. � Nous avons utilisé notre flot de conception pour effectuer une étape d’exploration de l’espace de conception dans le but d’évaluer les différents compromis en surface/performance pouvant être obtenus en modifiant certains paramètres de la micro-architecture, et en particulier la largeur du chemin de données. Là encore nous avons comparé les résultats obtenus avec ceux obtenus pour une microcontrôleur comme le MSP430. � Nous avons validé notre flot sur une application simple (mais réaliste) et montré que l’approche était tout à fait appropriée au domaine applicatif des réseaux de capteurs. 0.5 Résultats expérimentaux Cette section présente l’ensemble des expérimentations effectuées et les résultats obtenus. Après une description des gains obtenus en termes de temps de réponse et de réveil de notre technique de power gating à grain fin, nous présentons les réductions de puissances dynamique et statique obtenus par notre concept de micro-tâches matérielles, en les comparant avec des implémentations à base de microcontrôleurs. Finalement, le

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