Uma Arquitetura para Compressão de Código em Processadores Embarcados

Abstract

O uso eficiente de sistemas móveis e embarcados depende fortemente de estratégias adequadas para redução do consumo de energia. Esses sistemas são caracterizados também por uma grande restrição de recursos, entre eles a quantidade de memória disponível para as aplicações. Este trabalho apresenta um esquema de compressão de código para processadores embarcados compatíveis com o processador ARM, que visa apresentar soluções para essas duas demandas específicas dos sistemas móveis e embarcados. A compressão é feita diretamente no código objeto, após a compilação do código-fonte pelas ferramentas tradicionais, e usa um algoritmo de compressão por freqüência de opcodes: o código de Huffman. Para a execução do código comprimido é necessário que haja um hardware de expansão das instruções associado ao núcleo do processador. O hardware de expansão é composto por estruturas de armazenamento e controle projetados para a realização eficiente das operações de expansão. As medidas de desempenho de compressão e os efeitos da expansão foram feitos a partir da simulação em uma versão modificada do SimpleScalar e com uso da suíte de avaliação MiBench. As simulações realizadas mostram que a taxa média de compressão foi de 76% para o conjunto de benchmarks estudados e com uma perda relativamente pequena no desempenho, quando comparado com a execução das aplicações na sua versão sem compressão.