Metodologia de projeto de sistemas dinamicamente reconfiguráveis

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LEANDRO KOJIMA

METODOLOGIA DE PROJETO DE SISTEMAS DINAMICAMENTE RECONFIGURÁVEIS

Dissertação apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do Título de Mestre em Engenharia Elétrica.

São Paulo 2007

LEANDRO KOJIMA

METODOLOGIA DE PROJETO DE SISTEMAS DINAMICAMENTE RECONFIGURÁVEIS

Dissertação apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulopara obtenção do Título de Mestre em Engenharia Elétrica Área de Concentração: Microeletrônica Orientador: Prof. Livre-Docente Marius Strum

São Paulo 2007

FICHA CATALOGRÁFICA

Kojima, Leandro Metodologia de Projeto de Sistemas Dinamicamente Reconfiguráveis / L. Kojima. -- São Paulo, 2007. 142 p. Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento deEngenharia de Sistemas Eletrônicos. 1.Microeletrônica 2.Circuitos integrados (Projeto) 3.Computacão reconfigurável (Metodologia) 4.Arquitetura reconfigurável 5.Circuitos FPGA I.Universidade de São Paulo. Escola Politécnica. Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos II.t.

DEDICATÓRIA

Dedico esta dissertação: Primeiramente a Deus; A minha mãe, meu irmão e meus familiares semprepresentes; A minha noiva Débora pelo amor e paciência; In memoriam de meu pai, que onde quer que esteja estará sempre ao meu lado.

AGRADECIMENTOS

Ao Prof. Marius Strum, pela oportunidade oferecida, amizade conquistada e por sua orientação, conselhos e ensinamentos, fundamentais e essenciais para o desenvolvimento deste trabalho. Desde os primeiros momentos do mestrado depositou confiança em meusesforços. Agradeço também aos Professores Wang Jiang Chau e Edson Lemos Horta, que acompanharam e incentivaram no decorrer do trabalho. Ao professores Ely Antonio Tadeu Dirani, Aparecido Sirley Nicolett e ao Eng.º Luis Eduardo Argenton, por terem acreditado no meu potencial e pelas recomendações para ingresso na Universidade de São Paulo. A minha noiva Débora e meus familiares tão essenciais naminha vida e que foram compreensivos em meus momentos de dificuldades e ausência. Aos amigos da USP: John, Edgar, Gino, Guilherme, Gustavo, Arthur, Sebastian, Marta e Marcio, que ajudaram e contribuíram muito para realização deste trabalho. Um agradecimento especial para John pela cooperação e amizade, meu trabalho foi fruto de sua dissertação. Aos membros do Grupo SEIS (Sistemas EletrônicosIntegrados e Software Aplicado) e do Laboratório de Microeletrônica (LME). Aos companheiros e à Companhia do Metropolitano de São Paulo que permitiram, incentivaram e colaboraram em minha difícil jornada.

“A mente que se abre a uma nova idéia jamais voltará ao seu tamanho original.” (Albert Einstein)

RESUMO

FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) dinamicamente reconfiguráveis (DRFPGAs) sãosoluções promissoras para muitos sistemas embarcados devido a potencial redução de área de silício. Metodologias de projeto e ferramentas CAD relacionadas são ainda muito limitadas para auxiliarem os projetistas a encontrarem soluções dinamicamente reconfiguráveis para diferentes aplicações. Este trabalho propõe uma metodologia de projeto que combina modelos de alto nível em SystemC, técnicas de projetode baixo nível e a metodologia de projeto modular da XILINX. SystemC foi utilizada para representar o comportamento de alto nível não-RTL, bem como o baixo nível RTL-DCS (Chaveamento Dinâmico de Circuitos). Um estudo de caso da Banda Base de um Controlador Bluetooth foi desenvolvido. Duas partições temporais foram testadas em nove diferentes DR-FPGAs. A exploração espacial mostrou que 33% dassoluções investigadas atenderam a restrição da especificação de 625µs de tempo do quadro do pacote Bluetooth, deixando diferentes parcelas de recursos livres que podem ser explorados para acomodar outros módulos IP de sistemas mais complexos no mesmo dispositivo. Palavras-chave: Microeletrônica. FPGAs. Metodologias de Projeto. Reconfiguração Dinâmica. Bluetooth.

ABSTRACT

Dynamically...
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