Analyse statistique des communications sur puce

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1 Analyse statistique des communications sur puce Antoine Scherrer - LIP Thèse effectué dans COMPSYS sous la direction de Tanguy Risset (LIP) et Antoine Fraboulet (CITI) co-financé par ST Microelectronics 29 septembre 2004

2 Plan de la présentation Introduction Génération de générateurs de trafic Modélisation du trafic Perspectives

3 Contexte Nos travaux concernent les systèmes sur puces (SoC) : Différents composants sur une même puce de silicium µproc µproc DSP ASIC Interconnect (Bus/Réseau) RAM RAM Reconfigurable Contraintes spécifiques (rapidité, surface, consommation) Complexité croissante (Loi de Moore) Contraintes de temps de conception très fortes (Time To Market) Réutilisation de composants

4 Paradigmes de conception Flot de conception par raffinement Réutilisation de composants virtuels (IP) Description de composants Découplage calculs/communications Interfaces standard (VCI, OCP, STBus) Nécessité d une couche d adaptation Lien entre composant et interconnexion Adaptation d interfaces Composant (Proc,RAM,...) Wrapper Interconnexion Brochage (VCI / OCP) Brochage réseau

5 Interconnexions sur puce Les interconnexions classiques des SoC (Bus partagé) ne sont plus suffisantes car elles ne sont pas scalables. De véritables microréseaux (NoC) sont donc à l étude pour palier les limitations des bus. Proc CoProc DSP Proc CoProc DSP R R R Arbitre BUS PARTAGE R R R RAM1 RAM2 RAM3 RAM1 RAM2 RAM3 Bus Réseau

6 Problématique Paramétrage et dimensionnement rapide des réseaux sur puces tailles de buffer écoulements de trafic Optimiser les interfaces entre les composants et l interconnexion Accélérer les simulations Notre approche : Analyser et modéliser le trafic sur la puce afin d apporter des éléments de réponse à ces problèmes Mon travail en cours : Génération de générateur de trafic à partir de traces d utilisation (en colaboration avec ST Microelectronics)

7 Plan de la présentation Introduction Génération de générateurs de trafic Modélisation du trafic Perspectives

8 Obtention des traces Emulation de circuit Effectué sur des armoires de FPGA Le comportement du circuit est reproduit exactement Enregistrement des variations de signaux aux interfaces (VCD) Simulation de circuit dans SocLib Description de composants au cycle près Moteur de simulation SystemC Possibilité d insérer un espion aux interfaces pour enregistrer le trafic

9 Compilation de GT (1) Traces VCD Parseur Informations (tailles, inter-arrivées) Modèles de trafic (marginale, autocorrelation) Front end Analyse Instance du modèle (Représentation intermédiaire) Représentation intermédiaire Generation de code Back end GT STBus GT VCI

10 Plan de la présentation Introduction Génération de générateurs de trafic Modélisation du trafic Perspectives

11 Modèle de base Variables du modèle Suite des tailles de transactions (en mots) : S t Suite des temps inter-arrivées (en cycles) : T t Formalisation S t et T t sont des variables aléatoires indépendantes Ils forment des processus stationnaires (au sens large) Loi marginale (Distribution des valeurs) Autocovariance, densité spectrale de puissance Point dur Déterminer un modèle de processus paramétrique adapté aux traces de communications sur puce Compromis entre simplicité et fiabilité du modèle

12 Autosimilarité (1) L autosimilarité représente la capacité d un processus à être similaire à lui-même à différentes échelles Pourquoi l étudier? La trafic Internet est autosimilaire La taille des données que s échangent les composants d un décodeur MPEG est autosimilaire (R. Marculescu) Des simulations dans SocLib nous ont permis d en observer Cela permet de tenir compte des rafales à différentes échelles Conséquences sur le dimensionnement

13 Autosimilarité (2) Comment la mesurer Processus agrégés : X (m) i = 1 t=mi m X t t=m(i 1)+1 Etude de la variance des processus agrégés X (m) i Méthode utilisant les ondelettes (P. Abry) en fonction de m Comment générer un processus autosimilaire Facile pour une loi marginale Gaussienne Plus complexe pour d autre loi marginale Colaboration avec Patrice Abry, labo de Physique, ENS Lyon Autre approche : MMPP (P. Salvador)

14 Plan de la présentation Introduction Génération de générateurs de trafic Modélisation du trafic Perspectives

15 Prespectives Nous sommes à l heure acutelle en attente des traces de ST Microelectronics Mise au point d un modèle de processus paramétrique Developpement d un outil permettant (semi-)automatiquement de paramétrer le modèle pour une trace donnée Etude d un paramétrage de modèle automatique à partir d informations de plus haut niveau Etude de processus plus complexes (multifractales, etc...)

16 FIN Questions??