Scientific area: Informática Industrial
Middleware para Sistemas Embebidos baseados em Linux acelerados em Hardware
Submited 2015-01-30
Student: João Filipe Cerqueira Gonçalves       Number: 61996       Email: a61996@alunos.uminho.pt
Start date: 06/09/2014   

Supervisor:
Name: Adriano José C. Tavares
Email: atavares@dei.uminho.pt   

Description:

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Com o crescente desenvolvimento da tecnologia FPGA e o aumento das suas capacidades computacionais, estas, com o seu processamento paralelo, podem ser utilizadas para executarem tarefas complexas, processando grandes quantidades de dados.

Utilizando esta tecnologia é possível desenvolver, nas modernas placas CPU+FPGA, aplicações híbridas utilizadas para satisfazer sistemas com requisitos de tempo real.

No entanto, o desenvolvimento deste tipo de aplicações carece de uma metodologia eficiente que o torna num processo complexo, moroso e muitas vezes difícil de concretizar, mantendo a versão inicial (SW only) com o mínimo de alterações, envolve um conjunto de tarefas onde o programador desenvolve um elevado esforço na programação em software e na programação de hardware, através de linguagens de HDL.

Deste modo, este projeto pretende desenvolver um middleware que preste serviços à camada de aplicação, na comunicação, controlo e sincronização de aceleradores de HW, promovendo o desenvolvimento de aplicações híbridas, em ambientes de sistema operativo como o Linux.

O conjunto de serviços fornecidos diminuirá a gap entre os conhecimentos necessários para transformar uma aplicação software e numa aplicação híbrida e torna o processo de paralelização mais eficiente, mais acessível e promovendo uma metodologia de design.


Objectives:

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O objetivo deste projeto é criar um middleware que preste serviços à aplicação, fornecendo uma interface direta e intuitiva entre ela e os aceleradores hardware na FPGA.

Os serviços deve incluir mecanismos de:

- Controlo – enviar comandos de controlo diretamente ao acelerador;

- Sincronização – controlo da execução do acelerador para permitir a sincronização;

- Transferência de dados – transferência direta de dados em massa.

O propósito é criar um ambiente o mais transparente possível, tentando, no limite, abstrair a diferença entre a interface com as software threads e os aceleradores em hardware, criando o conceito de hardware thread.

Posteriormente é também objetivo o desenvolvimento de um demonstrador, onde se pretende a criação de um inversor monofásico controlado através de uma aplicação híbrida onde será aplicado o middleware desenvolvido, para efeitos de teste e validação.


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