Tietokonejärjestelmien suorituskyvyn arviointi

 

VTT:n ABSOLUT-menetelmä vähentää järjestelmäsuunnittelun kustannuksia ja riskejä

ABSOLUT on järjestelmän suorituskyvyn simulointimenetelmä sulautettujen tietokonejärjestelmien arviointiin varhaisessa suunnitteluvaiheessa sekä suunnitteluavaruuden tutkimiseen. Sen työkaluvalikoima tukee suunnittelijoiden sovellus- ja alustamallinnusta, kohdentamista ja konfigurointia, simulointia sekä tulosten havainnollistamista.

ABSOLUT-menetelmää on tutkittu lähes kymmenen vuoden ajan useissa projekteissa yhdessä esimerkiksi Nokian, Thalesin, Intracomin ja Tampereen teknillisen yliopiston kanssa. Sitä on hyödynnetty useissa käyttötapauksissa moderneista matkapuhelinalustoista tulevaisuuden huippusuorituskykyisiin järjestelmiin, joissa on satoja komponentteja.

ABSOLUT-menetelmä vähentää suorituskyvyn arvioinnin kompleksisuutta abstrahoimalla toiminnallisuutta malleilla, jotka ovat riittävän tarkkoja tuottamaan luotettavia tuloksia. Menetelmä mahdollistaa suorituskyvyn arvioinnin aikaisessa vaiheessa, koska malleja voidaan luoda ja simuloida jo ennen valmiin laitteiston tai ohjelmiston olemassaoloa.

Sovellusten mallintaminen

Sovellusten mallinnuksessa käytetään monitasoisia työkuormamalleja, jotka koostuvat abstrakteista kuormaprimitiiveistä. Työkuormamalleja voidaan luoda eri tietolähteistä, kuten sovellusten spesifikaatioista tai suoritusjäljistä. Kääntäjäpohjaiset työkalut luovat työkuormamalleja automaattisesti sovelluksen lähdekoodeista.

Suorituskyvyn arviointi yksinkertaistuu, kun sovelluksen toiminnallisuutta abstrahoidaan työkuormamalleilla. Suoritinarkkitehtuurit mallinnetaan korkealla tasolla, ja tiedonsiirto ja tietojen varastointi mallinnetaan vain suorituskyvyn näkökulmasta. Alustamalli voidaan koota mallikirjaston komponenteista nopeasti työkalun avulla.

Simulointi

Virtuaalinen systeemimalli luodaan kohdistamalla työkuormamalleja alustakomponenteille. Mallin simuloinnissa käytetään IEEE-standardin mukaista SystemC-ydintä ja TLM-standardiin perustuvia malleja. Simuloinnit tuottavat tietoja suorituskyvystä, tehosta ja energiankulutuksesta, kun malleja ohjataan muokattavilla mittauspisteillä. Suunnittelija voi vapaasti lisätä mittauspisteitä malleihin, ja mitata niiden avulla esimerkiksi resurssien käyttöä, suoritusviiveitä tai yhteiskäyttöverkon liikennettä.

Käyttötapauksia

ABSOLUT-menetelmän käyttötapaukset sisältävät esimerkiksi matkapuhelimen käyttöä, MP3-äänentoistoa, MPEG4-videokuvan toistoa ja tallennusta, 3D-pelin pelaamista, virtuaalista tietojenkäsittelyä sekä rinnakkaisia ohjelmistopohjaisia radiosovelluksia. Tapauksissa käytettiin tyypillisiä suoritusalustoja kotitietokoneiden ja sulautettujen järjestelmien maailmasta sekä tulevaisuuden suoritusalustoja. Osa simuloinneista varmennettiin vertaamalla simulointituloksia todellisista järjestelmistä saatuihin mittaustuloksiin. Niiden välillä oli 12 prosentin poikkeama, mikä ylittää aikaisen vaiheen suorituskyvyn simulointimenetelmiltä vaadittavan tarkkuuden.

 

 

           

Työkalut ja räätälöinti

ABSOLUT-menetelmä sisältää seuraavat työkalut:

  • Avoimen lähdekoodin GCC-kääntäjään perustuva työkuormamalligeneraattori ja jaettujen kirjastojen tuki.
  • Komponenttikirjasto alustojen mallintamista varten, sisältää suorittimia (ARM, Intel), liittimiä ja muisteja.
  • Alustamallien generointi- ja konfigurointijärjestelmä.
  • Tapahtumatason simulaattori, joka käyttää OSCI SystemC 2.3 -ydintä.
  • Visualisointityökalu, joka esittää resurssien käytön ja virrankulutuksen graafisessa muodossa.

 

VTT voi räätälöidä ABSOLUT-menetelmän nopeasti tuotantokäyttöön. Räätälöinti voi kohdistua esimerkiksi työkuormamallityökaluihin ja -tekniikoihin, tulosmuotoihin tai komentosarjoihin.

Ota yhteyttä
Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00