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Previous issue date: 2014-07-14 === The quality of service (QoS) management in NoC-based MPSoCs, with dozens of applications executing simultaneously, is an open research challenge in the integrated circuit design area. Adaptability techniques, which use different QoS metrics, have been used at design time to guarantee the QoS of the applications. Designers include in their systems monitoring schema that guides embedded controllers in managing the resources of the MPSoC to satisfy the QoS requirements imposed to the applications. In order words, MPSoCs are able to self-adapt while running a set of applications. The self-adaptation capability is a fundamental characteristic to satisfy the QoS requirements on the systems with dynamic workload. The dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) is the most used adaptation method for reducing the overall energy consumption of an MPSoC. However, this method does not take into account other QoS requirements such as throughput or latency. Another example of adaptation technique is task migration, whose main goal is to balance the workload of the MPSoC. The QoS control mechanism proposed in the scope of this Thesis uses the dynamic frequency scaling (DFS) technique to control the QoS parameters of the application, keeping energy consumption low profile. Each processor has a monitoring system, a QoS evaluation system and an adaptation module, which are used to control the QoS parameters to satisfy the QoS requirements imposed to the applications. At the system startup, each processor uses a DFS policy that tries to optimize the communication with its neighbor s processors. The processors use this policy up to the moment when they reach a steady frequency state. After reaching the steady frequency state the QoS monitoring starts, evaluating if they the requirements imposed at design time are respected. The proposed QoS control mechanism was evaluated using two synthetic and one real application, using the HeMPS MPSoC, with the throughput and latency parameters as the QoS parameters to be controlled. The presented results show that the proposed QoS control mechanism can satisfy the imposed QoS requirements using the DFS technique while maintaining low energy consumption on the HeMPS MPSoC. === O controle dos requisitos de qualidade de servi?o (QoS) em MPSoCs baseados em NoC, com dezenas de tarefas sendo executadas simultaneamente ainda ? um desafio na ?rea de projeto de circuitos integrados. T?cnicas de adaptabilidade que adotam diferentes m?tricas de QoS s?o utilizadas tanto em tempo de projeto quanto em tempo de execu??o. Os projetistas incluem em seus sistemas mecanismos de monitoramento que guiam os controladores embarcados na adapta??o dos recursos do MPSoC para atender os requisitos de QoS impostos a aplica??es. Em outras palavras, MPSoCs s?o capazes de
se auto-adaptarem, enquanto executam um dado conjunto de aplica??es. A capacidade de auto-adapta??o ? uma caracter?stica fundamental para atender requisitos de QoS nos sistemas que apresentam carga din?mica de trabalho. O ajuste din?mico de tens?o e frequ?ncia (DVFS) ? a t?cnica de adapta??o mais utilizada para reduzir o consumo de energia geral de um MPSoC, por?m esta t?cnica n?o leva em considera??o outros requisitos de QoS, como vaz?o ou lat?ncia. Outro exemplo de t?cnica de adapta??o frequentemente utilizada ? a migra??o de tarefas, cujo foco ? o balanceamento de carga de uma aplica??o. O mecanismo de controle de QoS em MPSoCs proposto no escopo desta Tese de Doutorado utiliza a t?cnica de adapta??o de ger?ncia din?mica de frequ?ncia (DFS) para controlar os requisitos de QoS e aplica??es de um MPSoC, mantendo um baixo perfil de consumo de energia. Cada processador possui um sistema de monitoramento, um sistema de avalia??o de QoS e um m?dulo de adaptabilidade, que s?o utilizados para controlar os par?metros de QoS das aplica??es. Em um momento inicial, cada processador que executa uma tarefa de uma dada aplica??o utiliza uma pol?tica de DFS, onde a comunica??o com seus vizinhos ? otimizada. Ap?s atingir um estado de estabilidade de frequ?ncia, o desempenho da aplica??o ? monitorado e controlado, ajustando-se a frequ?ncia dos processadores da aplica??o de acordo com os requisitos de QoS impostos em tempo de projeto. O mecanismo proposto de controle de QoS em MPSoCs foi avaliado utilizando duas aplica??es sint?ticas e uma real, executadas sobre a plataforma HeMPS, e com a vaz?o e lat?ncia como requisitos de QoS controlados. Os resultados mostram que o mecanismo proposto de controle de QoS em MPSoCs consegue atender aos requisitos de QoS impostos a uma aplica??o, atrav?s da utiliza??o da t?cnica de DFS e manter um baixo consumo de energia.
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