�rea Cient�fica: Informática Industrial
Porting e expansão de um ukernel SMP baseado em P-Thread para uma plataforma ARM Quad-core
Publicada a 2015-01-22
Aluno: Carlos Alberto da Cunha Fernandes       N�mero: a62015       Email: a62015@alunos.uminho.pt
Data in�cio: 01/09/2014   

Orientador(es):
Nome: Adriano José C. Tavares
Email: atavares@dei.uminho.pt   

Descri��o:

Os processadores multicore estão em todo o lado e o seu uso nos sistemas embebidos tem vindo a crescer consideravelmente nos últimos anos. Atualmente, os requisitos de um sistema embebido são bastante diferentes do que eram há alguns anos atrás, passando de realizar tarefas bastante simples e específicas (algoritmos de controlo), para realizar tarefas bastante mais complexas e sofisticadas com requisitos de processamento bastante mais elevados (GUIs e Internet). Esta exigência crescente de requisitos a nível aplicacional não foi acompanhada pelos processadores singlecore, tornando portanto, a migração para processadores multicore inevitável.
Contudo, desenvolver aplicações bare-metal que tirem proveito das potencialidades destes processadores pode tornar-se uma tarefa complexa e morosa, podendo comprometer métricas como o time-to-market. Para facilitar e acelerar o desenvolvimento, tipicamente recorre-se à utilização de sistemas operativos. Esta layer de software introduz uma camada de abstração capaz de fornecer um conjunto de facilidades ao desenvolvimento (e.g. multitasking) e de gerir os recursos de hardware.
No entanto, como a mudança de paradigma sequencial para paralelo não é trivial, a extensão dos sistemas operativos existentes para suporte multicore não se tem desenvolvido ao ritmo pretendido. Além disso, as principais soluções existentes ou seguem uma abordagem AMP (Asymmetric Multiprocessing) - garantir throughput e real-time à custa de um elevado footprint de memória - ou então SMP (Symmetric multiprocessing) - não introduz overhead de memória mas pode comprometer as características de real-time.
Neste sentido, a presente dissertação propõe a expansão de um microkernel SMP (ARM dual-core) para uma nova abordagem designada BMP, combinando portanto as arquiteturas AMP e SMP, e garantindo assim um compromisso entre as métricas de tempo-real e footprint de memória. Além disso, este será implementado numa plataforma ARM quad-core, e será redesenhado para garantir escalabilidade.


Objectivos:

- Expansão do microkernel ARM SMP (dual-core) para uma plataforma ARM quadcore
- Reestruturar o microkernel para uma configuração AMP
- Desenvolvimento de um microkernel BMP
- Avaliação e comparação entre as três arquiteturas
- Desenvolvimento de um demonstrador


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