Analysis of Perfomance Monitoring Counter support and implementation of Performance Application Programming Interface (PAPI) on an automotive chip

Abstract

Este proyecto se enmarca en los campos de la arquitectura de computadores y los sistemas empotrados de tiempo real crítico (CERTS). Se ha desarrollado centrándose en el análisis de la interferencia entre núcleos de sistemas multinúcleo. Los Contadores de Monitorización del Rendimiento (PMC), están relacionados con la cota superior en términos de interferencia de temporización en los que un programa incurre debido a conflictos en el uso de recursos hardware compartidos. La elaboración de un enfoque eficaz e industrialmente viable para capturar la interferencia de temporización es una preocupación latente en el dominio de los CERTS donde el tiempo de ejecución es tan importante como su correcto funcionamiento. Este proyecto ha sido concebido como el primer paso para sentar las bases de una metodología donde se usan los PMC para asistir el análisis de temporización de sistemas empotrados, para la cual una plataforma representativa fue seleccionada y analizada. El soporte de los PMC disponibles en la placa seleccionada fue analizado teórica y empíricamente para, posteriormente, desarrollar una configuración que permitiese manipular los PMC a bajo nivel, desembocando en la creación de una API que ha instanciado, por primera vez al Performance Application Programming Interface (PAPI) en el dominio de los sistemas empotrados.

This project is framed in the fields of computer architecture and critical embedded real-time systems (CERTS). It has been developed focused on the analysis of the effects of inter-core interference in multicore systems. Performance Monitoring Counters relate to the upper bound to the timing interference incurred by a program owing to conflicts in the use of shared hardware resources. Devising an effective and industrially amenable approach for capturing timing interference is a major concern in CERTS where the execution time is as important as functional correctness. This project has been devised as a first step to lay the foundations for a methodology for the use of PMCs to support timing analysis of embedded processors for which a representative platform was considered and analyzed. The PMC support available on the selected board has been analyzed both theoretically and empirically in order to develop the configuration and low-level manipulation of PMCs, creating a high-level application programming inter ace (API) that instantiates, for the first time, the high-performance Performance Application Programming Interface (PAPI) into the embedded domain.