Asipampium: un generador eficiente de asip para aplicaciones de baja potencia
Autores: Engroff, Alian; Romanssini, Marcelo; Compassi-Severo, Lucas; de Aguirre, Paulo C. C.; Girardi, Alessandro
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Asipampium: un generador eficiente de asip para aplicaciones de baja potencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Adopción
ASIP personalizados
Circuitos integrados
Consumo de energía
área de silicio
Rendimiento de procesamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
La adopción de ASIPs personalizados (Procesadores de Conjunto de Instrucciones Específicas de Aplicación) en circuitos integrados embebidos es una alternativa importante para optimizar el consumo de energía, el área de silicio o el rendimiento de procesamiento de acuerdo con los requisitos de diseño. El procesador se implementa específicamente para la aplicación objetivo, lo que permite la personalización del hardware en términos de arquitectura de conjunto de instrucciones, longitud de palabra de datos, tamaño de memoria y paralelismo. Este trabajo describe una herramienta EDA para el desarrollo semi-automático de ASIPs llamada ASIPAMPIUM. La estrategia es proporcionar un conjunto de herramientas integradas para interpretar y generar un hardware personalizado para una aplicación objetivo dada, incluyendo compilación, simulación y síntesis de hardware. A partir de la descripción del código en C de la aplicación, la herramienta devuelve una descripción de hardware sintetizable del procesador. La metodología propuesta se basa en la adaptación de un nuevo microprocesador personalizable llamado PAMPIUM, que puede ser optimizado en términos de área de silicio, consumo de energía o rendimiento de procesamiento según la aplicación objetivo. La herramienta ASIPAMPIUM proporciona una serie de datos simulados al diseñador para identificar estrategias de optimización en los dominios de software y hardware. Mostramos los resultados para la implementación de un algoritmo FFT utilizando la metodología propuesta, que logró los mejores resultados en términos de área de silicio y consumo de energía en comparación con otros trabajos descritos en la literatura tanto para implementaciones en FPGA como en silicio. Además, los resultados de medición de la implementación en silicio de un ASIP dedicado para la interfaz con seis sensores en tiempo real, incluidas tres interfaces I2C, una SPI y una RS-232, demuestran el flujo de diseño completo, desde el programa de código en C hasta la implementación física y caracterización. Además de proporcionar un corto tiempo de diseño, la herramienta ASIPAMPIUM también ofrece un flujo de diseño simple e intuitivo, que permite al diseñador manejar diferentes compensaciones y objetivos de diseño.
Descripción
La adopción de ASIPs personalizados (Procesadores de Conjunto de Instrucciones Específicas de Aplicación) en circuitos integrados embebidos es una alternativa importante para optimizar el consumo de energía, el área de silicio o el rendimiento de procesamiento de acuerdo con los requisitos de diseño. El procesador se implementa específicamente para la aplicación objetivo, lo que permite la personalización del hardware en términos de arquitectura de conjunto de instrucciones, longitud de palabra de datos, tamaño de memoria y paralelismo. Este trabajo describe una herramienta EDA para el desarrollo semi-automático de ASIPs llamada ASIPAMPIUM. La estrategia es proporcionar un conjunto de herramientas integradas para interpretar y generar un hardware personalizado para una aplicación objetivo dada, incluyendo compilación, simulación y síntesis de hardware. A partir de la descripción del código en C de la aplicación, la herramienta devuelve una descripción de hardware sintetizable del procesador. La metodología propuesta se basa en la adaptación de un nuevo microprocesador personalizable llamado PAMPIUM, que puede ser optimizado en términos de área de silicio, consumo de energía o rendimiento de procesamiento según la aplicación objetivo. La herramienta ASIPAMPIUM proporciona una serie de datos simulados al diseñador para identificar estrategias de optimización en los dominios de software y hardware. Mostramos los resultados para la implementación de un algoritmo FFT utilizando la metodología propuesta, que logró los mejores resultados en términos de área de silicio y consumo de energía en comparación con otros trabajos descritos en la literatura tanto para implementaciones en FPGA como en silicio. Además, los resultados de medición de la implementación en silicio de un ASIP dedicado para la interfaz con seis sensores en tiempo real, incluidas tres interfaces I2C, una SPI y una RS-232, demuestran el flujo de diseño completo, desde el programa de código en C hasta la implementación física y caracterización. Además de proporcionar un corto tiempo de diseño, la herramienta ASIPAMPIUM también ofrece un flujo de diseño simple e intuitivo, que permite al diseñador manejar diferentes compensaciones y objetivos de diseño.