Sistemas Multiprocessados em Chip – Comunicação e Computação (198BR-02)

Professor: Fernando Gehm Moraes
Código da Disciplina: 198BR-02
Número de Créditos: 2

EMENTA

Sistemas embarcados, comunicação intra-chip, barramentos, redes intra-chip, multiprocessamento.

OBJETIVOS: O cumprimento da disciplina busca dar ao aluno, ao final do semestre, condições de:

Compreender os mecanismos de comunicação utilizados em circuitos integrados.
Compreender a comunicação por barramentos, e dominar conceitos relacionados a barramentos padronizados.
Dominar o conceito de redes intra-chip (NoC), através do estudo de suas características arquiteturais e realização de estudo-de-caso de NoC modelada no nível RTL.
Dominar os conceitos relacionados a sistemas multiprocessadas-em-chip (many-cores).
Compreender as limitações relacionadas à dissipação de potências nos atuais many-cores (dark silicon)
Estudar os problemas relacionados à segurança em many-cores, e avaliar contramedidas implementadas no nível de hardware.

MATERIAL DE APOIO

BARRAMENTOS

AULA 1 - Conceitos de barramentos

AULA 2 - Barramentos padronizados e o problema de power em fios

AULA 3 - Barramentos Dedicados

NOCs

AULA 4 - Introdução

Introdução a NoCs
Comparação de topologias: On network-on-chip comparison
Algoritmo de roteamento Odd-Even

HERMES

Artigos para discussão

Diferentes topologias mesh para many-cores de grande dimensão (2020)

Implementing Low-Diameter On-Chip Networks for Manycore Processors Using a Tiled Physical Design Methodology

Artigos de revisão

Origem NoC

"Interconnections/micro-networks for integrated microelectronics" (1992!)
"Networks on Chips: A New SoC Paradigm" (2002)
"Networks on Chips: 15 Years Later" (2017) - releitura do artigo de 2002

MPSOCs

Introdução

Artigos Dark Silicon

Aceleradores de hardware

Accelerators and Coherence: An SoC Perspective (2018)
Domain- Specific Hardware Accelerators (2020)
Questões relativas ao artigo Domain- Specific Hardware Accelerators (2020)

MEMPHIS

Plataforma MEMPHIS

OVP - Open Virtual Platforms

Aula	Data	Conteúdo
1	06/03	Introdução à comunicação intra-chip - Barramentos Apresentação – capítulos 1 e 2 do livro do Pasricha Barramentos - conceitos, terminologia, modos de transferência Para aula seguinte: Leitura: modelos de potência (parte do Capítulo 5)
2	13/03	Barramentos Barramento AMBA (início do capítulo 3 do livro do Pasricha) Apresentação dos modos de operação do barramento AMBA Discussão – modelos de potência no barrantos Para aula seguinte: Responder ao Questionário relativo ao Capítulo 8
3	20/03	Barramentos Arquiteturas de barramento dedicadas - Capítulo 8
4	27/03	NoC Apresentação – Conceitos de NoCs (Capítulo 12), lâminas modificadas do capítulo 12 Algoritmos de roteamento e controle de fluxo Parte inicial do artigo: "On network-on-chip comparison"
5	03/04	NoC Ler Artigo descrevendo o algoritmo de roteamento Odd-Even / Artigos Recentes de NoC
6	10/04	NoC Apresentação da rede HERMES Tutorial para uso da rede HERMES Especificação do trabalho em NoC
7	17/04	DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO COM NoC
8	24/04	APRESENTAÇÃO DO TRABALHO COM NoC
---	01/05	Dia do Trabalho - Feriado Nacional
9	08/05	MPSoC Apresentação e discussão do artigo que introduz MPSoCs (Wolf) Apresentação de conteúdos relacionados a MPSoC
10	15/05	MPSoC Leitura e discussão do problema "dark silicon" (artigos)
11	22/05	MPSoC Aceleradores de hardware (artigos)
12	29/05	MPSoC Estudo de caso – detalhamento da plataforma MEMPHIS-V Prática com a MEMPHIS-V em aula
13	05/06	MPSoC DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO COM MEMPHIS-V
14	12/06	MPSoC APRESENTAÇÃO DO TRABALHO COM MEMPHIS-V
15	19/06	OVP - Open Virtual Platform Introdução e demo em aula
16	26/06	Exercício com OVP - implementar uma plataforma com dois processadores e dois periféricos, com o seguinte comportamento da aplicação: processador A escreve um inteiro em uma posição de memória endereçada para o periférico A; no modelo do periférico A deve ser criada uma callback que escreve esse inteiro em uma posição de memória endereçada para o periférico B; no modelo do periférico B deve ser criada uma callback que escreve esse inteiro em uma posição de memória endereçada para o processador B; o processador B imprime esse inteiro da tela. Referências: SOVP_BHM_PPM_Function_Reference.pdf e OVP_Peripheral_Modeling_Guide.pdf
17	03/07	Apresentação da plataforma desenvolvida em OVP com os periféricos

Bibliografia da Disciplina de Sistemas Multiprocessados em Chip – Comunicação e Computação

Pasricha, S.; Dutt, N. "ON-CHIP COMMUNICATION ARCHITECTURES: SYSTEM ON CHIP INTERCONNECT". Morgan Kaufmann. 2008. 522p.
Duato, J.; Yalamanchili, S.; Ni, L. "INTERCONNECTION NETWORKS". Morgan Kaufmann. 2003. 600p
Jerraya, A.; Wolf, W. "MULTIPROCESSOR SYSTEMS-ON-CHIPS", Morgan Kaufmann, 2005, 581p.
Dally, W.; Towles, P. "PRINCIPLES AND PRACTICES OF INTERCONNECTION NETWORKS". Morgan Kaufmann. 2003. 600p.
Murali, S. “DESIGNING RELIABLE AND EFFICIENT NETWORKS ON CHIPS”. Springer. 2009. 198p.
Keckler, S.; Olukotun, K.; Hofstee, H. “MULTICORE PROCESSORS AND SYSTEMS”. Springer. 2009. 300p.

Sistemas Multiprocessados em Chip – Comunicação e Computação
Horário: 2AB - 8h00-09h30 - 2023/1

EMENTA

OBJETIVOS: O cumprimento da disciplina busca dar ao aluno, ao final do semestre, condições de:

MATERIAL DE APOIO

BARRAMENTOS

NOCs

MPSOCs

Bibliografia da Disciplina de Sistemas Multiprocessados em Chip – Comunicação e Computação

Avaliação da Disciplina

INTEGRANTES 2023/1

Sistemas Multiprocessados em Chip – Comunicação e Computação Horário: 2AB - 8h00-09h30 - 2023/1

EMENTA

OBJETIVOS: O cumprimento da disciplina busca dar ao aluno, ao final do semestre, condições de:

MATERIAL DE APOIO

BARRAMENTOS

NOCs

MPSOCs

Bibliografia da Disciplina de Sistemas Multiprocessados em Chip – Comunicação e Computação

Avaliação da Disciplina

INTEGRANTES 2023/1

Sistemas Multiprocessados em Chip – Comunicação e Computação
Horário: 2AB - 8h00-09h30 - 2023/1