Optimized SIMD scheduling and architecture implementation for ultra-low energy bioimaging processor

On-line poultry monitoring can significantly improve living conditions of hens in industrial farms. A very low-cost low-energy solution needs to be provided though. ASIPs can be an ideal solution when they cover many submarkets and low-energy concepts are used for their realization. Aiming to hig...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Ψύχου, Γεωργία
Άλλοι συγγραφείς: Γκούτης, Κωνσταντίνος
Μορφή: Thesis
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2010
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/3449
id nemertes-10889-3449
record_format dspace
spelling nemertes-10889-34492022-09-05T14:01:47Z Optimized SIMD scheduling and architecture implementation for ultra-low energy bioimaging processor Βελτιστοποιημένος χρονοπρογραμματισμός εντολών για παράλληλη επεξεργασία (SIMD) και υλοποίηση αρχιτεκτονικής για επεξεργαστή χαμηλής κατανάλωσης για αλγόριθμους βιοαπεικόνισης Ψύχου, Γεωργία Γκούτης, Κωνσταντίνος Αλεξίου, Γεώργιος Καξίρας, Στέφανος Γκούτης, Κωνσταντίνος Psychou, Georgia SIMD Scheduling Ultra-low energy Architecture implementation Εντολές για παράλληλη επεξεργασία Χρονοπρογραμματισμός Χαμηλά κατανάλωση ενέργειας Υλοποίηση αρχιτεκτονικής 629.895 43 On-line poultry monitoring can significantly improve living conditions of hens in industrial farms. A very low-cost low-energy solution needs to be provided though. ASIPs can be an ideal solution when they cover many submarkets and low-energy concepts are used for their realization. Aiming to high energy-efficiency, this work implements data parallelization, using a recently introduced software-controled SIMD realization in an innovative way. A manual mapping and scheduling effort of the most crucial part of the application leads to a highly optimized result, in terms of cycles, area and energy. This manual scheduling implementation must also be supported by a commercial compiler tool so that the design-time is minimized. Moreover, energy-efficient mapping must be explored for the remaining parts of the code. In that case, because the frequency of occurence of a part of the code is very low, more attention should be given to minimizing the area overhead. Increasing the energy efficiency of the data-path in such ways can be very important, since data- path can be dominant in the total energy-pie, once the instruction/data memory overhead is minimized by other complementary approaches. Η αυτόματη μέθοδος παρακολούθησης ζωντανών οργανισμών μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις συνθήκες διαβίωσης των ζώων στις βιομηχανικές φάρμες. Για να είναι οικονομικά εφικτή όμως μια τέτοια λύση πρέπει να είναι μια λύση χαμηλής ενέργειας. Τα ASIPs μπορούν να είναι μια ιδανική λύση όταν τεχνικές χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας εφαρμόζονται σε αυτά, καθώς λόγω της ευελιξίας τους μπορούν να καλύπτουν πολλούς τομείς της συγκεκριμένης αγοράς. Στοχεύοντας σε υψηλή εξοικονόμηση ενέργειας, η παρούσα δουλειά υλοποιεί παραλληλισμό δεδομένων, χρησιμοποιώντας μια προσφάτως προταθείσα πραγματοποίηση Single Instruction Multiple Data (SIMD) εντολών, που υλοποιούνται μέσω software με ένα καινοτόμο τρόπο. Μια χειρωνακτική προσπάθεια αντιστοίχισης σε υλικό του πιο κρίσιμου κομματιού της εφαρμογής και χρονοπρογραμματισμού των εντολών του οδηγεί σε ένα πολύ βελτιστοποιημένο αποτέλεσμα αναφορικά με τους κύκλους εκτέλεσης, την καταλαμβανόμενη επιφάνεια και την απαιτούμενη ενέργεια. Η χειρωνακτική υλοποίηση χρονοπρογραμματισμού των εντολών πρέπει να μπορεί να επιτευχθεί από ένα εμπορικό εργαλείο μετάφρασης (compiler tool) ώστε στο μέλλον ο χρόνος σχεδιασμού να ελαχιστοποιηθεί. Επιπλέον, πρέπει να διερευνηθεί μια αποδοτική ως προς το θέμα της ενέργειας προσπάθεια απεικόνισης σε υλικό για τα υπόλοιπα τμήματα της εφαρμογής πέραν του πιο κρίσιμου. Σε αυτή την περίπτωση, επειδή η συχνότητα εμφάνισης αυτών των τμημάτων του κώδικα είναι πολύ μικρή, έμφαση δίνεται στην ελαχιστοποίηση της επιφάνειας του υλικού. Η βελτίωση της κατανάλωσης ενέργειας του data-path με τέτοιους τρόπους είναι πολύ σημαντική, αφού το data-path είναι κυρίαρχο στην κατανομή της ενέργειας, όταν η επιβάρυνση της μνήμης δεδομένων και εντολών ελαχιστοποιείται από συμπληρωματικές μεθόδους, όπως συμβαίνει στο προτεινόμενο ASIP. 2010-08-03T08:12:30Z 2010-08-03T08:12:30Z 2010-05 2010-08-03T08:12:30Z Thesis http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/3449 en Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. 0 application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic SIMD
Scheduling
Ultra-low energy
Architecture implementation
Εντολές για παράλληλη επεξεργασία
Χρονοπρογραμματισμός
Χαμηλά κατανάλωση ενέργειας
Υλοποίηση αρχιτεκτονικής
629.895 43
spellingShingle SIMD
Scheduling
Ultra-low energy
Architecture implementation
Εντολές για παράλληλη επεξεργασία
Χρονοπρογραμματισμός
Χαμηλά κατανάλωση ενέργειας
Υλοποίηση αρχιτεκτονικής
629.895 43
Ψύχου, Γεωργία
Optimized SIMD scheduling and architecture implementation for ultra-low energy bioimaging processor
description On-line poultry monitoring can significantly improve living conditions of hens in industrial farms. A very low-cost low-energy solution needs to be provided though. ASIPs can be an ideal solution when they cover many submarkets and low-energy concepts are used for their realization. Aiming to high energy-efficiency, this work implements data parallelization, using a recently introduced software-controled SIMD realization in an innovative way. A manual mapping and scheduling effort of the most crucial part of the application leads to a highly optimized result, in terms of cycles, area and energy. This manual scheduling implementation must also be supported by a commercial compiler tool so that the design-time is minimized. Moreover, energy-efficient mapping must be explored for the remaining parts of the code. In that case, because the frequency of occurence of a part of the code is very low, more attention should be given to minimizing the area overhead. Increasing the energy efficiency of the data-path in such ways can be very important, since data- path can be dominant in the total energy-pie, once the instruction/data memory overhead is minimized by other complementary approaches.
author2 Γκούτης, Κωνσταντίνος
author_facet Γκούτης, Κωνσταντίνος
Ψύχου, Γεωργία
format Thesis
author Ψύχου, Γεωργία
author_sort Ψύχου, Γεωργία
title Optimized SIMD scheduling and architecture implementation for ultra-low energy bioimaging processor
title_short Optimized SIMD scheduling and architecture implementation for ultra-low energy bioimaging processor
title_full Optimized SIMD scheduling and architecture implementation for ultra-low energy bioimaging processor
title_fullStr Optimized SIMD scheduling and architecture implementation for ultra-low energy bioimaging processor
title_full_unstemmed Optimized SIMD scheduling and architecture implementation for ultra-low energy bioimaging processor
title_sort optimized simd scheduling and architecture implementation for ultra-low energy bioimaging processor
publishDate 2010
url http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/3449
work_keys_str_mv AT psychougeōrgia optimizedsimdschedulingandarchitectureimplementationforultralowenergybioimagingprocessor
AT psychougeōrgia beltistopoiēmenoschronoprogrammatismosentolōngiaparallēlēepexergasiasimdkaiylopoiēsēarchitektonikēsgiaepexergastēchamēlēskatanalōsēsgiaalgorithmousbioapeikonisēs
_version_ 1771297259187601408