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Universidad Politécnica de Madrid

Oportunidades de la computación reconfigurable

Andrés Otero Marnotes

Una visión desde la experiencia y las propuestas del CEI

2

Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Dispositivos Reconfigurables

DOS ALTERNATIVAS

Soluciones específicas Capacidad de procesamiento

Flexibilidad

Más cercano a la industria

FPGAs comerciales Soluciones Custom

Diferentes granularidades

Ámbito académico

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Posibilidades de Reconfiguración

Estática

NO POSIBLE FLUJO TRADICIONAL

Flexibilidad

Autoadaptación

Menor consumo

Menor tiempo de reconfiguración

Menos memoria

Dinámica

Total

Parcial

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Reconfiguración Dinámica y Parcial

Multiplexación de tareas

Modificación del procesamiento en tiempo real.

RESTRINGIDO AL ÁMBITO ACADÉMICO

Reducción del consumo

Documentación escasa

Necesidad de conocimiento de muy bajo nivel

Proceso lento y con riesgos

Flujos de diseño no comerciales

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Problemas por resolver…

Flujos de DiseñoArquitecturas

reconfigurables

Comunicaciones entre regiones

Control de los puertos de reconfiguración

Nuevas familias de dispositivos Archivos de

configuración parcial

Detalles de bajo nivel

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Oportunidades de la Computación Reconfigurable

▪ La ausencia de soluciones comerciales supone un reto de investigación.

▪ Muchos grupos muy activos a nivel internacional.

▪ Alternativa a las limitaciones de la tecnología de integración en silicio.

Oportunidades de investigación

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Experiencia del Centro de Electrónica Industrial

▪ Iniciada en 2000

▪ 4 Proyectos de financiación pública nacional

▪ 2 Proyectos financiados por la Comisión Europea

▪ > 1Millón €

▪ Investigación orientada a la aplicación y la industria

Soluciones a nivel de…

Aplicación

Soporte de la Reconfiguración

Arquitecturas

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Control de los puertos de reconfiguración

▪ Empleando el ICAP

▪ Reubicación y replicación

▪ Fácil utilización

▪ Rápido

▪ Portable

Plataforma Reconfigurable FPGA

UART

PPC

PeriféricoReconfiguración

SystemACE

BUSMACRO

Área fija

Compact Flash

Área Reconfigurable

Periférico de reconfiguración parcial y dinámica

ICAP

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Control de la Reconfiguración

Restricciones variables

Problema de la mochila

Algoritmos genéticos implementados en Hardware

Restricciones de área, consumo, potencia y tiempo de ejecución

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Arquitecturas para reconfiguración

Arquitecturas que permiten explotar la reconfiguración parcial y dinámica

ARQUITECTURAS TIPO SLOT ARQUITECTURAS ESCALABLES 2D

REGIÓN ESTÁTICA

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Aplicación: Hardware para vídeo escalable

SVC DECODER

Adaptación a cada dispositivo.

Adaptación a la red de comunicaciones

Adaptación al consumo de potencia del dispositivoParalelismo de Macrobloques

Escalabilidad 2D

Decodificador con distintas velocidades

Capacidad de las FPGAs

En tiempo real

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Proyectos en curso

Escalabilidad de aplicaciones multimedia mediantereconfigurabilidad.

Secure, Mobile visual sensor networksARchiTecture

SMART

Alta seguridad, muy bajo consumo y procesado de vídeo en redes de sensoresreconfigurables.

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Tercer Seminario Anual CEI

Mayo 2010

Otras líneas de investigación…

¿ALGUNA IDEA?

Reconfiguración con mutación de bitsreams

Hardware Defined Radio Reconfigurable

Hardware Evolutivo

Control adaptativo de convertidores de potencia

Universidad Politécnica de Madrid

Proyecto fin de Máster

GRACIAS POR SU ATENCIÓN