Framework para estudos de mapeamentos inteligentes de grafos de multiaplicações em arquiteturas many-core

dc.contributor.advisor1Pedrino, Emerson Carlos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6481363465527189
dc.contributor.authorGallon, Igor Felipe
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0243849618991002
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0004-5135-2601
dc.contributor.refereePolitano, Paulo Rogério
dc.contributor.refereeMasili, Mauro
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/9300055198348540
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/9767418176302902
dc.date.accessioned2026-06-03T12:23:32Z
dc.date.issued2026-04-01
dc.description.abstractThe increasing demand for data processing in compute-intensive applications, such as intelligent systems and streaming applications, has driven the adoption of Multi-Core and many-core architectures as an alternative to single-core systems. In this context, Network-on-Chip (NoC)-based architectures have emerged as an efficient solution for communication among multiple cores. However, the problem of task mapping in these architectures, especially in scenarios involving multiple concurrent applications, remains challenging, as it requires the simultaneous optimization of several metrics, such as energy consumption, latency, load balancing, and fault tolerance. In this context, in this work is proposed a framework for the study of task mapping in NoC-based many-core architectures, with a focus on multi-application environments. The approach integrates a multi-objective optimization module, developed in MATLAB, responsible for generating mapping solutions and analyzing the Pareto front, with a high-level NoC simulator implemented in Python, which enables the evaluation of mapping strategies through packet-level network traffic simulation. The proposed tool enables systematic design space exploration, allowing comparative analysis of different mapping strategies, visualization of performance metrics, and extraction of statistical results. Furthermore, the abstraction level adopted in the simulator supports rapid experimentation and the evaluation of complex scenarios without requiring detailed hardware-level modeling. The obtained results indicate that the proposed framework is effective in supporting multi-objective task mapping studies in many-core architectures, contributing as a flexible and accessible tool for performance analysis, education, and the development of new mapping strategies in NoC-based systems.eng
dc.description.resumoO aumento da demanda por processamento de dados em aplicações intensivas, como sistemas inteligentes e aplicações em fluxo (stream), tem impulsionado o uso de arquiteturas Multi-Core e many-core como alternativa aos sistemas de núcleo único. Nesse contexto, as arquiteturas baseadas em Network-on-Chip (NoC) destacam-se como uma solução eficiente para comunicação entre múltiplos núcleos. Entretanto, o problema de mapeamento de tarefas nessas arquiteturas, especialmente em cenários com múltiplas aplicações concorrentes, permanece desafiador, uma vez que envolve a otimização simultânea de diversas métricas, como consumo de energia, latência, balanceamento de carga e tolerância a falhas. Diante desse cenário, neste trabalho é proposto uma framework para o estudo de mapeamentos de tarefas em arquiteturas many-core baseadas em NoC, com foco em ambientes de multiaplicações. A abordagem integra um módulo de otimização multiobjetivo, desenvolvido em MATLAB, responsável pela geração de soluções de mapeamento e análise da curva de Pareto, com um simulador de NoC de alto nível, implementado em Python, que permite avaliar o impacto dos mapeamentos por meio da simulação de tráfego de pacotes na rede. A ferramenta proposta possibilita a exploração sistemática do espaço de projeto, permitindo a análise comparativa de diferentes estratégias de mapeamento, a visualização de métricas de desempenho e a obtenção de resultados estatísticos. Além disso, a abstração adotada no simulador favorece a experimentação rápida e a avaliação de cenários complexos, sem a necessidade de modelagem detalhada em nível de hardware. Os resultados obtidos indicam que a framework é eficaz no suporte a estudos de mapeamento multiobjetivo em arquiteturas many-core, contribuindo como uma ferramenta flexível e acessível para análise de desempenho, ensino e desenvolvimento de novas estratégias de mapeamento em sistemas baseados em NoC.
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationGALLON, Igor Felipe. Framework para estudos de mapeamentos inteligentes de grafos de multiaplicações em arquiteturas many-core. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24202.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24202
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
dc.rightsAttribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/
dc.subjectMany-Coreeng
dc.subjectNetwork-on-Chipeng
dc.subjectFrameworkeng
dc.subjectMapeamento de tarefas
dc.subjectTask mapping
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleFramework para estudos de mapeamentos inteligentes de grafos de multiaplicações em arquiteturas many-core
dc.title.alternativeFramework for intelligent multi-application graph mapping studies in many-core architectureseng
dc.typeDissertação

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