MEMTRACE: A Memory, Performance and Energy Profiler Targeting RISC-Based Embedded Systems for Data-Intensive Applications [article]

Heiko Hübert, Technische Universität Berlin, Technische Universität Berlin, Hans-Ulrich Post
2009
Der Entwurf eingebetteter Hardware/Software-Systeme unterliegt häufig strengen Anforderungen hinsichtlich verschiedener Kriterien wie z.B. Echtzeitfähigkeit, Energieverbrauch und Chipfläche. Insbesondere bei datenintensiven Anwendungen, beispielsweise in Multimediasystemen, spielt die Anzahl von Speicherzugriffen eine dominierende Rolle. Um diesen Kriterien beim Entwurf gerecht zu werden, muss sowohl die Software optimiert als auch eine adäquate Hardwarearchitektur entwickelt werden. Für
more » ... e Anwendungen kann diese Entwurfsraum-Exploration aufwändig sein und setzt eine detaillierte Analyse der Anwendung und ihrer Implementierungsalternativen voraus. Um den Entwickler bei Entwurf, Optimierung und Scheduling zu unterstützen, werden deshalb Analysewerkzeuge (Profiler) benötigt. Zahlreiche Programme wurden bereits zu diesem Zweck entwickelt, insbesondere Leistungsanalysewerkzeuge existieren seit langem. Die Speicherzugriffs- und Verlustleistungsanalyse gewannen gerade in den letzten zehn Jahren an Relevanz. Die gegenwärtigen Profiler decken jedoch entweder nur einen Teil dieser Analysen ab oder sie können nicht den benötigten Detaillierungsgrad liefern. Beispielsweise können einige der Werkzeuge die Ergebnisse nicht den Quellcodefunktionen zuordnen. Dies verringert das Optimierungspotential, da die Ursache einer Leistungseinbuße nicht genau lokalisiert werden kann. Andere Profiler liefern hingegen eine eingeschränkte Genauigkeit aufgrund generischer Prozessormodelle, niedriger Abtastfrequenz oder Quellcodemodifikationen (Instrumentation). Analysemethoden mit hoher Genauigkeit benötigen oft lange Simulationszeiten, die eine umfassende Systemanalyse verhindern. In dieser Arbeit wird eine neue Profilingmethode vorgestellt, die sowohl eine genaue, schnelle als auch umfangreiche Analyse ermöglicht und damit die Schwächen der erwähnten Methoden überwindet. Die Arbeit beschreibt die Methodik und deren Umsetzung als MEMTRACE Profiler. Durch einen tracingbasierten Ansatz, der einen zyklengenauen Simulator verwendet, könne [...]
doi:10.14279/depositonce-2175 fatcat:p6ksds3hhrhczdq4na2qutxc4q