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doi:10.24405/500
Title: | FPGA-Based System Virtual Machines | Other Titles: | FPGA-basierte Systemvirtualisierung | Authors: | Eckert, Marcel | Language: | en | Subject (DDC): | Informatik | Subject: | Field Programmable Gate Array Operating System Virtuelle Maschine Betriebssystem |
Issue Date: | 2014 | Publisher: | Universitätsbibliothek der HSU/UniBwH | Document Type: | Thesis | Publisher Place: | Hamburg | Abstract: | Die Verwendung von FPGAs als rekonfigurierbare Hardwarebausteine findet bereits heute eine immer weitere Verbreitung. Das Gesetz von Moore sagt eine immer weitere Zunahme der Transistorzahlen auf immer kleineren Flächen voraus. Einige Autoren sind der Auffassung, das dies dazu führen wird, dass rekonfigurierbare Hardware fester Bestandteil zukünftiger Rechnerarchitekturen sein wird. Die vorliegende Arbeit schlägt eine Nutzungsmöglichkeit dieser dann vorhandenen rekonfigurierbaren Flächen vor, die über die heutzutage gebräuchliche Nutzung als Hardwarebeschleuniger für spezifische Berechnungsaufgaben (engl. accelerator units), hinausgeht. Die Arbeit vereinigt die Ansätze von konfigurierbarer Hardware und systemorientierten Virtuellen Maschinen. Dabei wird die Eigenschaft von konfigurierbarer Hardware, bei Bedarf die benötigte Hardwarefunktionalität bereitzustellen, genutzt, um das Erzeugen und Verwalten von systemorientierten Virtuellen Maschinen als tatsächlich vorliegende Hardware zu ermöglichen. Die Arbeit analysiert dabei zunächst theoretisch die notwendigen Voraussetzungen (Schnittstellen zwischen rekonfigurierbarer und statischer Hardware; Betriebssystemfunktionalitäten) an ein solches Virtualisierungssystem. In einem zweiten Schritt der Arbeit wird ein FPGA basierter Prototyp eines solchen Virtualisierungssystems vorgestellt. Ein FPGA bietet dabei durch Nutzung von partieller und dynamischer (Selbst)rekonfiguration die Möglichkeit, sowohl die zur Laufzeit des Systems statische, als auch die rekonfigurierbare Hardware abzubilden. Der Prototyp beinhaltet dabei nicht nur die benötigte Hardware sondern auch ein auf diese Hardware angepasstes Betriebssystem (Linux) inklusive der benötigten Gerätetreiber. Im abschließenden Teil der Arbeit werden die im theoretischen Teil erarbeiteten Vorteile eines FPGA basierten Virtualisierungssystems durch Benchmarkmessungen am Protoypen gezeigt. Weiterhin werden noch offenen Probleme und Lösungsvorschläge vorgestellt, die in weiterführenden Arbeiten bearbeitet werden können. |
Organization Units (connected with the publication): | Technische Informatik | DOI: | https://doi.org/10.24405/500 | URL: | http://edoc.sub.uni-hamburg.de/hsu/volltexte/2014/3074/ | Advisor: | Klauer, Bernd | Referee: | Zölzer, Udo | Grantor: | HSU Hamburg | Type of thesis: | Doctoral Thesis | Exam date: | 2014-03-31 |
Appears in Collections: | Publications of the HSU Researchers |
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