Projet ANR-06-ARFU-0001 – AFANA : Application-Field-Aware Adaptive Network on chip Architecture
Programme : Architectures du Futur (ARFU) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : Henk HEIJNEN (TECHNICOLOR R&D France SNC)
Partenaires : Institut Mines-Télécom; Université de Bretagne-Sud; Entreprise autre que TPE ou PME; TPE
Montant : 803681.0 euros
Date de début : 2007
Durée : 36 mois
Résumé : Le projet se situe dans le domaine des systèmes embarqués extrêmement dominés par les communications. Il défend une approche nouvelle de la conception des NOC (Network On Chip) visant l’optimisation des performances et des ressources utilisées et donc la consommation d’énergie. L’originalité du projet repose une conception orientée application qui s’appuie sur le constat que les besoins en communication sont en pratique dépendants des données notamment dans les deux domaines visés que sont les turbo-communications et l’encodage vidéo connus comme particulièrement critiques du point de vue industriel. Ainsi, contrairement à l’approche classique qui vise à adapter les paramètres (allocation de chemins, de slots de temps, de canaux virtuels ou de FIFO) d’un NOC générique aux contraintes de bande passante de l’application, nous proposons de prendre en compte initialement, non seulement ces contraintes en pratique fluctuantes, mais aussi les conditions d’utilisation des ressources de communication en fonction de métriques dépendant de l’application. Ces métriques qui peuvent être par exemple la quantité de données, leur fiabilité ou la quantité d’énergie transportée traduisent la contribution des communications à la qualité de service et influencent la charge du réseau. Selon la méthode que nous préconisons, ces métriques seront identifiées lors d’une première étape d’analyse. Cette première étape nécessite l’intervention d’experts du domaine, cet aspect crucial est généralement négligé et mène à des réalisations sur-dimensionnées en raison de la méconnaissance de l’application, dans le projet cette expertise sera apportée par TurboConcept et l’ENST Bretagne / dept. électronique dans le domaine des turbo-communications et Thomson dans le domaine de l’encodage vidéo. La seconde originalité du projet se situe dans la mise œuvre de la spécialisation du NOC à un domaine d’application précis. Celle-ci se décompose en deux étapes, la première est la réalisation d’un NOC configurable avec des caractéristiques dimensionnées pour le domaine (topologie, types de routage, taille des FIFO, taille du chemin de données, protocoles aux interfaces, programmation du routage, etc.). La seconde est l’insertion aux interfaces d’une couche logicielle traitant dynamiquement la politique d’accès au réseau en fonction des métriques applicatives. Cette interface aura aussi le rôle de configurer dynamiquement le réseau (allocation des chemins, des FIFOS, priorités, slots de temps, etc.) en fonction des besoins constatés. Afin de réaliser cette interface logicielle d’un nouveau type, nous nous inspirerons des nombreux travaux existant dans le domaine des réseaux traditionnels, ce travail sera piloté par le département RSM de l’ENST Bretagne en coopération avec les équipes spécialistes de la conception matérielle : le LESTER et le département électronique de l’ENST Bretagne. L’objectif sera d’adapter les méthodes aux contraintes spécifiques du NOC, nous sommes persuadés que la confrontation de ces deux domaines de recherche est un des atouts majeurs du projet. La réalisation des NOC adaptés aux deux domaines de recherches sera automatisée au sein d’un outil de CAO sur la base de l’environnement µSpider (LESTER) déjà opérationnel mais encore limité à l’approche traditionnelle. L’outil, qui actuellement génère du code VHDL synthétisable, produira le code systemC au niveau TLM/T permettant la co-simulation des aspects logiciels et matériels. L’objectif de cette automatisation est le gain en productivité requis pour répondre aux défis de temps de mise sur le marché et de fiabilité. Cependant, il revêt également un autre aspect important qui est la généralisation de la méthode, en traitant deux domaines ayant des contraintes radicalement différentes nous voulons montrer qu’une méthodologie générale peut être formulée pour tous les domaines d’application ou les contraintes de communication justifient l’utilisation d’un NOC. La validation du projet reposera sur la c