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Enregistrement W4392906042 · doi:10.32920/25413814

A Decision-Making Method for Run-Time Structural Adaptation Of FPGA-Based SOCS to Variations in Workload, Power Budget, Die Temperature, and Hardware Resources

2024· preprint· en· W4392906042 sur OpenAlexafffund
Dimple Sharma

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueEmbedded Systems Design Techniques
Établissements canadiensToronto Metropolitan UniversityCMC Microsystems (Canada)
Organismes subventionnairesGovernment of Ontario
Mots-clésField-programmable gate arrayComputer scienceEmbedded systemTask (project management)Adaptation (eye)Power (physics)WorkloadSoftware deploymentField (mathematics)Engineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

<p>Embedded systems for application domains like robotics, aerospace, defense, etc. nowadays are developed on System-on-Chip (SoC) platforms based on Field Programmable Gate Array (FPGA) devices to support computation-intensive multi-task multi-modal dynamic workloads common for these applications. These systems therefore face the challenge to sustain the performance of their dynamic workloads in presence of variations in power budget, die temperature, and/or occurrence of hardware faults. This work proposes Run-time Structural Adaptation (RTSA) as a mechanism for mitigating these factors. One of the major contributions of this work is creation of a run-time decision-making method, “Explorer”, to carry out RTSA for FPGA-based SoCs and mitigate variations in the internal and external factors simultaneously. Whenever there is a change in the system’s set of constraints, Explorer selects an appropriate variant of hardware processing circuit for each active task from a large design space to form a system configuration that satisfies each task’s performance specification and all other system constraints. To support the practical deployment of Explorer, this work presents a method to derive run-time power consumption and die temperature estimation models for any FPGA-based device. This novel methodology of model derivation based on the FPGA platform and application running on it is another contribution of this work. The model derivation methods are formulated after detailed experimental analysis of power consumption and thermal behaviors of recent FPGA devices. Explorer can evaluate potential system configurations using the derived models to select a suitable system configuration for RTSA. Experimental implementation of Explorer on the Zynq XC7Z020 SoC shows worst case execution time of 130 us, which demonstrates its suitability for RTSA for most applications associated with multi-stream computation-intensive tasks. This work also proposes an approach for automating model derivation which helps systems self-derive their model coefficients during system production and re-derive them due to changes in system platform, application, and/or environmental conditions. This significantly reduces model derivation time while avoiding any human involvement. This work thus presents the methods and models necessary to enable real systems utilizing FPGA devices to carry out RTSA and sustain their dynamic workloads amid dynamic environmental and hardware resource constraints.</p>

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,673
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,018
Tête enseignante GPT0,321
Écart entre enseignants0,304 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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