A Novel Modeling Approach for System-Level Application Mapping Targeted for Configurable Architecture

Abstract

Advances in chip fabrication technology and increasing demand for meeting time to market have led to the use of the electronic system-level (ESL) design methodology. An important challenge is to find a proper approach by which a given application can be mapped into a specific target architecture, usually called application mapping. In this paper, an abstract modeling approach based on the colored Petri net (CPN) is proposed to map an arbitrary application into a given target architecture. The mapping is at an abstract level and contains timing information that facilitates high-level design space exploration. A complete stepwise procedure is presented to illustrate how a CPN model of the application is refined and employed to extract the required tasks for a given target architecture. The fact that models obtained as such are executable makes the required performance evaluation and exploration possible, and thus, will result in better architectural decisions at the design stage. The usefulness of the proposed approach is assessed using several alternative mapping schemes of the JPEG encoder. The actual encoding time and the required simulation time indicate the advantages of this method over design-space exploration that would otherwise be done in SystemC, which is the natural choice in today's ESL designs.Résumé-Des avancés au niveau de la technologie de fabrication des puces électronique, ainsi que l'augmentations des réunion de commercialisation ont mené à l'utilisation de méthodologie de conception électronique niveau système (ESL). Une contrainte considérable consiste à trouver une bonne approche par laquelle une application donnée peut être intégrée à une architecture cible et spécifique, généralement appelée cartographie d'application. Dans cet article, une approche de modélisation abstraite basée sur le réseau de Petri coloré (CPN) est proposée afin de cartographier une application arbitraire dans une architecture cible donnée. La cartographie est à niveau abstrait et contient des informations de synchronisation qui facilitent un haut niveau d'exploration de l'espace de conception. Une procédure complète est présentée afin d'illustrer la façon dont un modèle CPN de l'application est raffiné et utilisé pour extraire les tâches requises d'une architecture cible donnée. Le fait que les modèles obtenus en tant que tels sont exécutables rend l'évaluation de la performance requise et de l'exploration possibles et, par conséquent, aboutissent à une meilleure décision architecturale durant le stade de la conception. L'utilité de l'approche proposée est évaluée à l'aide de plusieurs schémas de cartographie alternatifs du codeur JPEG. Le temps de codage réel et le temps de simulation requis indiquent les avantages de cette méthode par rapport à l'exploration d'espace qui, autrement, sont faits en utilisant SystemC, le choix naturel dans les conceptions ESL d'aujourd'hui.Index Terms-Application mapping, colored Petri net (CPN), configurable architecture, design-space exploration, electronic system level (ESL), system...