A Configuration Controller for Reconfigurable Hardware Systems

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Sub−região Pronta
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PR
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AT
Sub−região Chaveamento
CH
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CH
Contextos de Configuração
Sub−região Configuração
Sub−região Descarte
CO
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CO
DE
DE
Região de Transição
Região de Suporte
AR
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AT
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CH
Configurações:
ATIVA
PR
CONFIGURANDO AR
CHAVEANDO DE
PRONTA
ARMAZENADA
DESCARTÁVEL
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Fluxo de Desconfiguracão
Fluxo de Dados
Fluxo de Controle
Fluxo de Mudança de Estado
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transacional
(e.g. GTKWave etc)
Especificação do
sistema no nivel
transacional (TLM)
(e.g. systemC)
Refinamento e
tradução
Validação Funcional
(e.g. ActiveHDL
ModelSim)
Descrição do sistema
no nivel RTL em HDL
(e.g. VHDL, Verilog)
Captura e validação funcional de projeto
Particionamento
de hardware
Escalonamento
espaço−temporal
Descrição
particionada
do sistema
(e.g. HDLs)
CDFG pré−escalonado
com as dependências
entre configurações
Particionamento e escalonamento
Parametrização
do controle de
configurações
Geração de
arquivos de
configuração
Controle de
configurações
em tempo de
execução
Controle de reconfiguração
Geração da
rede de
interconexão
Arquivos de
configuração:
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parciais
Síntese física e Infra−estrutura de reconfiguração
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FPGA
Lógica não−usada
Lógica ativa
Lógica inativa
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Displays de
7 segmentos
Chaves/Botões
LEDs
Porta
RS232
Conector de 80 pinos
Módulo
P160
Conector de 80 pinos
FPGA
Virtex−II
ISP PROM
Porta Jtag
SelectMap/
Serial
DDR SDRAM
Interface
LVDS
Geradores de
sinal de relógio
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Aplicação
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Carregador
Monitor
Estado
da
Configuração
Dispositivo
Reconfiguravel
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Aplicação
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configuração
Armazenamento
de configurações
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de hardware
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configuração
Controlador de
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configuração/
estado
resultado
Controlador de
configurações
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Gerenciador
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dado
módulo do controlador de configurações
módulo externo ao controlador
Dispositivo
Reconfigurável
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Condições de
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reconhecimento e enfileiramento de condições de reconfiguração e
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Registradores
de estado
preempção
de tarefas
dinâmicas
Tarefas
dinâmicas
Monitor de
condições de
reconfiguração
Escalonador
Controlador
Central
Interface p/
preempção
Retorna, decodifica e transforma dados de configuração
Interface p/
porta de
configuração
Transformador
de layout
Decodificador
de dados de
configuração
Unidade de
gerenciamento
de memória
Porta de
configuração
controlador de configurações
sistema reconfigurável
Memória de
configurações
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Camada 3
Ferramentas
Camada 2
API
Independente
do hardware
Camada 1
Controlador
de dispositivo
Emulador
de ICAP
Dependente
do hardware
Camada 0
Controlador
ICAP
Embarcado no
MicroBlaze
Externo
(Windows/Unix)
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Legenda:
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Configuração C7 escalonada segundo a política HORIZON
Configuração C7 escalonada segundo a política STUFFIN
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IC
porta de
configuração
do FPGA
FPGA
MC
AC
CCC
EC
MR
configurações dinâmica e
parcialmente reconfiguráveis
Legenda:
MC − Memória de Configurações
MR − Monitor de Reconfiguração
AC − Autoconfigurador
EC − Escalonador de Configurações
IC − Interface de Configuração
CCC − Controle Central de Configurações
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Memória de configurações Interface de configuração
dados
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dados
controle /
dados
Configurador
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Leitor
de
Configuração
dados
controle
controle
Lógica
de
Controle
Autoconfigurador
controle
Controle central de configurações
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IC
Passo 1 Passo 2
Passo 3
porta de
configuração
do FPGA
FPGA
IC
porta de
configuração
do FPGA
FPGA
IC
porta de
configuração
do FPGA
FPGA
MC
AC
CCC
EC
MC
AC
CCC
EC
MC
AC
CCC
EC
MR
MR
MR
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configuração 4
configuração 3
configuração 5
. . .
configuração 1
configuração 4
configuração 3
configuração 5
. . .
configuração 1
configuração 4
fatia livre
configuração 5
. . .
configuração 1
IC
Passo 4 Passo 5
Passo 6
porta de
configuração
do FPGA
FPGA
IC
porta de
configuração
do FPGA
FPGA
IC
porta de
configuração
do FPGA
FPGA
MC
AC
CCC
EC
MC
AC
CCC
EC
MC
AC
CCC
EC
MR
MR
MR
. . .
. . .
. . .
configuração 4
fatia livre
configuração 5
. . .
configuração 1
configuração 4
fatia livre
configuração 5
. . .
configuração 1
configuração 4
fatia livre
configuração 5
. . .
configuração 1
IC
Passo 7
porta de
configuração
do FPGA
FPGA
IC
Passo 8
porta de
configuração
do FPGA
FPGA
MC
AC
CCC
EC
MC
AC
CCC
EC
MR
MR
configuração 4
fatia livre
configuração 5
. . .
. . .
configuração 1
configuração 4
Nova configuração
configuração 5
. . .
. . .
configuração 1
Legenda:
MC − Memória de Configurações
MR − Monitor de Reconfiguração
AC − Autoconfigurador
EC − Escalonador de Configurações
IC − Interface de Configuração
CCC − Controle Central de Configurações
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(req_ac = 1)
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R2
DESLOC = 0
HABILITA_IC = 0
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not(buffer vazio)
not(ocupado_ic = 0)
(ocupado_ic = 0)
OPERAR_IC = 0
(desloc = 0)
(desloc = 1)
(desloc = 2)
R4
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R5
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R6
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(desloc = 3)
R7
ENTRADA_IC = P1[BOUT]
R10
(desloc = 4)
R9
R8
BOUT = BOUT − 1
OPERAR_IC = 0
DESLOC = DESLOC + 1
OPERAR_IC = 1
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Interface com usuário
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Porta SelectMAP
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RSCM
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Decodificador
dado2
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dado1
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pode_sair1
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Módulo 2
Módulo 1
Projeto LEDs
Áreas reconfiguráveis
Limite entre as plataformas
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Software Impact
Autoconfigurador
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2000
1750
Raiz quadrada
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Número de operações
1500
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Tempo de operação (ms)
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