Changes between Initial Version and Version 1 of SoclibCourseTp7

Timestamp:

Jan 6, 2011, 11:44:24 AM (14 years ago)

Author:

alain

Comment:

--

SoclibCourseTp7

@@ +1 @@
+{{{
+#!html
+<h1>TP7 : Modélisation TLM-DT </h1>
+}}}
+[[PageOutline]]
+
+= 1 Objectifs =
+
+Le principal objectif de la modélisation TLM-DT (Trasaction Level Modeling with Distributed Time)
+est d'accélérer la vitesse de simulation du
+prototype virtuel, au prix d'une légère perte de précision temporelle. Cette accélération est 
+particulièrement importante dans le cas d'architectures multi-processeurs comportant un
+grand nombre de processeurs, puisque 
+le temps de simulation augmente proportionnellement au nombre de processeurs.
+
+Le but de ce TP est donc de modéliser, et de simuler en TLM-DT l'architecture quadri-clusters du TP5.
+
+= 2 Top-Cell TLM-DT =
+
+Pour chaque composant matériel de la bibliothèque SoCLib, il existe en principe deux modèles de simulation:
+un modèle CABA (que vous connaissez délà), et un modèle de simulation TLM-DT. 
+
+Comme les communications entre composants en TLM-DT utilisent des appels de fonctions et non des 
+signaux, l'écriture de la top-cell décrivant l'architecture matérielle est simplifiée. .
+
+Les prototypes des constructeurs TLM-DT ressemblent beaucoup aux prototypes des constructeurs CABA.
+La principale différence est que les composants d'interconnexion ('''!VciVgmn''' et '''!VciLocalCrossbar''')
+n'utilisent pas le paramètre template '''vci_param'''. 
+En principes les noms des ports sont identiques pour les modèles CABA et TLM-DT (même si le
+mécanisme de communication est très différent. Prenez le temps de consulter la documentation 
+des composants [https://www.soclib.fr/trac/dev/wiki/Component/ ici]).
+
+La modélisation TLM-DT correspondant à une représentation plus abstraite de l'architecture, on n'a pas besoin
+de décrire précisément les largeurs des différentes nappes de fils de l'interface VCI. On se contente de préciser le type C++ utilisé pour véhiculer les adresses et les données :
+
+{{{
+     typedef VciParams<uint32_t, uint32_t> vci_param;
+}}}
+
+C'est la description de la connectique qui est la plus profondément modifiée :
+La modélisation TLM-DT ne permet que des connexions point à point entre deux ports de deux composants
+matériels : Pour connecter le port px du composant A au port py du composant B , on ne fait plus référence à un signal intermédiaire, et on écrit directement :
+{{{
+     (A.px)(B.py);
+}}}
+ou de façon équivalente :
+{{{
+     (B.py)(A.px);
+}}}
+
+Si un composant C possède un vecteur de ports indexés, chaque élément pz[i] est en fait un pointeur sur un port, et il faut écrire :
+{{{
+     (A.px)(*C.pz[i]);
+}}}
+
+ * Les signaux CK et RESETN des modèles CABA sont des signaux multi-points, mais ces deux signaux ne sont plus représentés explicitement dans la modélisation TLM-DT. 
+ * Les signaux VCI sont des connexions point-à-points, qui s'expriment très simplement en TLM-DT.
+ * Les signaux correspondant à des lignes d'interruption sont également des signaux point-à-point. 
+
+Tous les ports d'un module doivent être explicitement connectés. En CABA, les entrées inutilisées d'un composant sont généralement connectées à un même signal possédant la valeur constante ''false''. Dans l'architecture à 4 clusters qui nous intéresse, ceci concerne par exemple les ports IRQ[1] à IRQ[5] des
+processeurs MIPS, ou certaines entrées des composants ICU, puisque le vecteur d'interruption comporte 4 entrées (TIMER, TTY, IOC et DMA), mais les
+clusters 2 et 3 n'utilisent que deux ligne d'interruption (TIMER et TTY). 
+clusters ne contiennent que   
+
+Puisqu'en TLM-DT, les connexions multi-points sont interdites, , on instancie dans chaque cluster un pseudo-composant matériel '''!VciBlackhole''' possédant le nombre de ports nécéssaires pour connecter les ports inutilisés des composants processeurs et ICU:
+
+{{{
+     VciBlackhole<tlm::tlm_initiator_socket<> >*  fake[4];
+     fake[0] = new VciBlackhole<tlm::tlm_initiator_socket<> >("fake_0", 6);
+     fake[1] = new VciBlackhole<tlm::tlm_initiator_socket<> >("fake_1", 6);     
+     fake[2] = new VciBlackhole<tlm::tlm_initiator_socket<> >("fake_2", 7);     
+     fake[3] = new VciBlackhole<tlm::tlm_initiator_socket<> >("fake_3", 7);
+}}}
+
+Dans l'exemple ci-dessous, la variable ''fake'' est un tableau de 4 pointeurs. Chacun de ces pointeurs fake[i] pointe  sur un module de type ''VciBlakhole'' possédant le nom ''fake_i'', et possédant soit 6 ports, soit 7 ports.
+On connecte ensuite ces ports '''p_socket[i]''' de ces pseudo-composants aux ports inutilisés  du processeur ou de l'ICU:
+
+{{{
+    for( size_t n = 0 ; n <5 ; n++) (*mips0.p_irq[n+1])(*fake0.p_socket[n]);
+}}}
+
+Il ne faut pas oublier d'inclure le fichier '''vci_blackhole.h''' dans la top-cell, et de compléter le fichier de description de la top-cell en conséquence.
+
+Enfin le lancement de la simulation se réduit à la ligne suivante :
+{{{
+     sc_start();
+}}}
+
+= 3 Travail à réaliser =
+
+Créez un répertoire TP7 pour ce TP, et placez-vous dans ce répertoire.
+
+Modifiez la top-cell de l'architecture quadri-clusters du TP5, que vous renommerez '''tp7_tlmdt_top.cpp''', ainsi que le fichier
+de description utilisé par soclib-cc, que vous renommerez '''tp7_tlmdt_top.desc'''. 
+
+Vous pouvez conserver sans modifications les différents répertoires et fichiers définissant le code binaire du logiciel embarqué utilisés
+(et validés) dans le TP5. Recopiez donc ces répertoires dans le répertoire TP7, et regénérez le code binaire.
+
+Générez le simulateur TLM-DT en utilisant soclib-cc, et lancez la simulation.
+
+La modélisation TLMDT permet de réduire les temps de simulation, au prix d'une légère perte de précision temporelle.
+Comparez la modélisation CABA et la modélisation TLMDT en simulant la méme application logicielle s'exécutant 
+pendant 10 millions de cycles sur la même architecture matériellemodélisée en CABA (TP5) et en TLMDT (TP6).
+ * Quelle est le rapport des temps de simulation CABA et TLMDT (temps de simulation mesurés en secondes) ?
+ * Quelle est la perte de précision (en pourcentage) ?
+Pour évaluer la terte de précision, on comparera les dates des interruptions affichées par la simulation TLMDT (approximative)
+aux dates affichées par la simulation CABA (exacte). Et on calculera l'erreur relative par rapport à la valeur de la période.
+On pourra faire cette comparaison pour différentes valeurs de la période du timer.
+
+= 4 Compte-rendu =
+
+Il ne vous est pas demandé de compte-rendu pour ce TP, mais on vous demandera une démonstration de votre simulateur au début du TP de la semaine suivante...