POLITECNICO DI MILANO Ivan Beretta (Matricola: 662945) Stefano Bosisio (Matricola: 661865) Integrazione del soft processor Integrazione del soft processor MicroBlaze nell’architettura MicroBlaze nell’architettura riconfigurabile YaRA riconfigurabile YaRA Relatore: Prof. Donatella SCIUTO Relatore: Prof. Donatella SCIUTO Correlatore: Ing. Marco Domenico SANTAMBROGIO Correlatore: Ing. Marco Domenico SANTAMBROGIO 27 Settembre 2006 27 Settembre 2006
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POLITECNICO DI MILANO
Ivan Beretta (Matricola: 662945)
Stefano Bosisio (Matricola: 661865)
Integrazione del soft Integrazione del soft processor MicroBlaze processor MicroBlaze
Relatore: Prof. Donatella SCIUTORelatore: Prof. Donatella SCIUTOCorrelatore: Ing. Marco Domenico SANTAMBROGIOCorrelatore: Ing. Marco Domenico SANTAMBROGIO
27 Settembre 200627 Settembre 2006
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SommarioSommario
ObiettiviSupporto per la riconfigurabilità interna
Controller ICAPImplementazione in YaRA
Integrazione di MicroBlazeConfronto funzionale e strutturale con PowerPCNuova parte fissa di YaRA basata su MicroBlaze
Risultati sperimentaliRiconfigurabilità interna e prestazioni dell’ICAPSintesi con MicroBlaze e prestazioni del bus WISHBONE
Sintesi: MicroBlaze vs PowerPC - ISintesi: MicroBlaze vs PowerPC - I
RisorsaDisponi
biliPowerP
CMicroBla
ze
Slices 4928 1154 864
Slices Flip-Flop
9856 1194 703
4-Input LUTs
9856 980 982
BRAM 44 16 16
PPC405s 1 1 0
0%
5%
10%
15%
20%
25%
Realizzazione YaRA con MicroBlaze
Confronto dati occupazionali parte fissa MicroBlaze e parte fissa PowerPC
Obiettivi
Riconfigurabilità
interna
MicroBlaze
Risultati
sperimentali
Riconfigurabilità interna
Prestazioni ICAP
Sintesi MicroBlaze
Prestazioni WISHBONE
Conclusioni
Sviluppi futuri
Domande
23%
12%
9%
17%
7%9%
PowerPC
MicroBlaze
-6%
-5%
Slices Slices Flip-Flop 4-Input LUTs
13
Sintesi: MicroBlaze vs PowerPC - IISintesi: MicroBlaze vs PowerPC - II
Obiettivi
Riconfigurabilità
interna
MicroBlaze
Risultati
sperimentali
Riconfigurabilità interna
Prestazioni ICAP
Sintesi MicroBlaze
Prestazioni WISHBONE
Conclusioni
Sviluppi futuri
Domande
Parte fissa di YaRA (PowerPC)
Parte fissa di YaRA (MicroBlaze)
14
PowerPC
MicroBlaze
0
1
2
3
4
5
6
7
Prestazioni del bus Prestazioni del bus WISHBONEWISHBONE
Misurazione dei tempi di accesso in scrittura/lettura sul bus WISHBONEVerifica dei vantaggi derivanti dall’assenza del bridge PLB-OPB e dello stesso PLB
Obiettivi
Riconfigurabilità
interna
MicroBlaze
Risultati
sperimentali
Riconfigurabilità interna
Prestazioni ICAP
Sintesi MicroBlaze
Prestazioni WISHBONE
Conclusioni
Sviluppi futuri
Domande
Numero cicli scrittura/lettura
PowerPC
MicroBlaze
1 1,06 μs 0,51 μs
2 2,16 μs 0,69 μs
3 3,52 μs 0,88 μs
4 4,88 μs 1,07 μs
5 6,24 μs 1,26 μs
1,06
2,16
3,52
4,88
6,24
0,51 0,690,88
1,071,26
15
ConclusioniConclusioni
Completa autonomia dell’architettura YaRA (basata su PowerPC) ottenuta mediante l’introduzione del controller ICAP
Capacità di effettuare tutte le tipologie di riconfigurabilità
Notevoli risultati dall’utilizzo del soft processor MicroBlaze
Aumento della portabilità (possibile implementazione su tutte le FPGA)Diminuzione dell’area occupataIncremento delle performance di WISHBONE
Obiettivi
Riconfigurabilità
interna
MicroBlaze
Risultati
sperimentali
Conclusioni
Sviluppi futuri
Domande
16
Sviluppi futuriSviluppi futuri
Interfacciare il controller ICAP al bus OPBModificare la disposizione dell’architettura su FPGA
Parte fissa a sinistra, in modo da poter accedere ai pin della memoria esternaCollegamento ad hoc con l’ICAP (in basso a destra) mediante macro hardware