Synthèse automatique multi-niveaux d’implémentations matérielles hautes performances et (très) faible consommation – HiLoDaNets

Les applications de traitement des données et signaux à haut débit sont spécifiées par des réseaux de flux de données pour permettre l'exploitation du parallélisme. Les approches de conception au niveau du système les plus récentes aident le concepteur d'algorithmes à compiler un réseau de flux de données pour un ensemble de processeurs, ou à synthétiser le réseau directement au niveau circuit pour atteindre des vitesses de traitement élevées. Cependant, les systèmes embarqués ont des contraintes supplémentaires : sûreté de fonctionnement, même dans un environnement de pénuries d'énergie intermittentes, et en général des exigences de (ultra-)faible consommation. Dans l'ensemble, ces contraintes semblent être contradictoires.

HiLoDa Nets se propose de gérer le conflit de contraintes en introduisant, exploitant et intégrant pour la première fois la technologie émergente FeFET (ferroelectric FET) pour la conception de réseaux de flux de données. En particulier, des circuits capables de fonctionner en mode mixte volatile/non-volatile seront caractérisés, modélisés et conçus. En combinant le concept de flux de données au niveau du système, qui est basé sur des activations de calculs auto-planifiées, avec la technologie émergente FeFET pour faire persister les données des résultats lors du déclenchement des acteurs, les acteurs inactifs ou même les sous-réseaux hériteront de la capacité de s'auto-activer/arrêter. Nous développerons une synthèse multi-niveaux entièrement automatique et une exploration de l'espace de conception depuis la spécification du flux de données au niveau du système jusqu'à la mise en œuvre de circuits optimisés basés sur des dispositifs FeFET en termes de débit, d’efficacité énergétique et d'endurance. Enfin, les réseaux HiLoDa seront comparés aux implémentations conventionnelles en technologie CMOS. Les faibles latences d'arrêt et de récupération prévues en cas de coupure d’alimentation seront évaluées.