1 - Constellation (UQAC)

UNIVERSITÉ DU QUÉBEC
MÉMOIRE
PRÉSENTÉ À
L'UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À CHICOUTIMI
COMME EXIGENCE PARTIELLE
DE LA MAÎTRISE EN INGÉNIERIE
PAR
JEAN-JACQUES CLAR
DÉVELOPPEMENT D'APPLICATIONS PARALLÈLES POUR UN
SYSTÈME MULTIPROCESSEUR EXPÉRIMENTAL
Juillet 2002

bibliothèque
Paul-Emile-Bouletj
UIUQAC
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Nous ne devrions pas croire une chose uniquement parce qu 'elle a été dite,
ni croire aux traditions parce qu 'elles ont été transmises depuis
l'Antiquité; ni aux "on dit" en tant que tels;
ni aux écrits des sages parce que se sont des sages qui les ont écrits;
ni aux imaginations que nous supposons avoir été inspirées par un être spirituel;
ni aux déductions tirées de quelque hypothèse hasardeuse que nous aurions pu faire;
ni à ce qui paraît être une nécessité analogique;
ni croire sur la simple autorité de nos instructeurs ou de nos maîtres.
Mais nous devons croire à un écrit,
à une doctrine ou
à une affirmation lorsque notre raison et notre expérience intime
les confirment.
C'est pourquoi je vous ai enseigné à ne pas croire simplement
d'après ce qui vous a été dit,
mais conformément à votre expérience personnelle,
et puis à agir en conséquence et généreusement.
Bouddha

11
Résumé
Un souci constant qui guide le développement de l'informatique est l'accélération des
performances. Dans cette optique, une des solutions souvent utilisées réside en la mise en
parallèle des traitements.
L'émergence, depuis quelques années, des applications multimédia et l'augmentation
incessante de la complexité des systèmes pouvant être intégrés sur un circuit motive et rend
possible l'apparition et le développement de DSP1 de plus en plus complets, dédiés à
certains traitements numériques intensifs. Les applications cibles traitent généralement une
énorme quantité de données avec un nombre limité de fonctions. Ces traitements, souvent
indépendants les uns des autres, peuvent être effectués en parallèle. Le but est d'exploiter le
parallélisme dans les données de plusieurs algorithmes afin de les traiter nettement plus
rapidement qu'avec un ordinateur séquentiel conventionnel.
Pour obtenir des applications à traitement parallèle performantes il faut effectuer une
partition des algorithmes étudiés en assignant une partie du traitement à chacun des
processeurs.
: Digital Signal Processeurs : Processeurs de Traitement de Signaux

Ill
Le projet PULSE, issu d'un groupe de recherche de l'École Polytechnique de
Montréal, travaille au développement d'une architecture multiprocesseur de type SIMD2
dédiée au traitement numérique en temps réel.
Le circuit intégré cible possède quatre processeurs dans sa première version. La
seconde version doit inclure seize processeurs à l'intérieur du même circuit intégré.
Durant ce projet, sept applications numériques connues ont étés écrites en langage
assembleur et optimisées sur la première version de PULSE. Les applications sont :
multiplications vecteurs-matrice, algorithmes de cryptage RSA et IDEA, algorithme de
Bresenham, modèle continu (poisson) et transformation binaire d'images (inclut érosion et
dilatation d'images). Pour certaines de ces applications - multiplications vecteurs-matrice,
algorithme de Bresenham et transformation binaire d'images - les résultats obtenus se
comparent avantageusement avec les librairies déjà développées sur des circuits intégrés
concurrents.
En plus des applications numériques ce projet à permis d'améliorer les différents outils
de PULSE - documentation et simulateur -, ainsi que le modèle VHDL3.
2SIMD:
Single Instruction Multiple Data
3VHDL:
VHSIC (Very High Speed Integrated Circuits) Hardware Description Language