CHARMS: 하드웨어-소프트웨어 통합설계의 최적 분할 탐색을 위한 매핑 휴리스틱

Abstract

하드웨어-소프트웨어 통합설계에서 다양한 설계제약 조건을 만족하는 임베디드 시스템 개발을 효율적으로 완료하기 위하여 하드웨어와 소프트웨어의 최적분할을 빠른 시간 안에 탐색하는 핵심기술이 필요하다. 본 논문에서는 다양한 하드웨어-소프트웨어 분할에 따른 매핑 조합 중 최적분할에 해당할 수 없는 조합들은 미리 선별하여 탐색대상에서 제외하는 것을 가능하게 하는 맞춤형 매핑 휴리스틱, CHARMS을 제시한다. CHARMS은 응용프로그램의 여러 태스크를 하드웨어 또는 소프트웨어로 매핑하면서, 단위시간 안에 처리되는 태스크의 수인 Parallelism과 일의 양인 Workload 로 Throughput을 예측하고 최적의 분할대상을 선별하는 기존의 휴리스틱보다 향상된 방법으로, 태스크들의 계산 복잡도를 고려하였으며, 설계제약 조건의 중요도를 다양하게 표현할 수 있는 weighted combo-metric을 활용한다. H.263 인코더 설계에서 CHARMS을 이용할 경우 매핑조합의 95.17%를 탐색 대상에서 제외할 수 있었음을 실험을 통하여 보였다. The key challenge in HW/SW co-design is how to choose the appropriate HW/SW partitioning from the vast array of possible options in the mapping set. In this paper we present a unique and efficient approach for addressing this problem known as Customized Heuristic Algorithm for Reducing Mapping Sets(CHARMS). CHARMS uses sensitivity to individual task computational complexity as well the computed weighted values of system performance influencing metrics to streamline the mapping sets and extract the most optimal cases. Using H.263 encoder, we show that CHARMS sieves out 95.17% of the sub-optimal mapping sets, leaving the designer with 4.83% of the best cases to select from for run-time implementation.