Machine virtuelle universelle pour codage vidéo reconfigurable

Cette these propose un nouveau paradigme de representation d’applications pour les machines virtuelles, capable d’abstraire l’architecture des systemes informatiques. Les machines virtuelles actuelles reposent sur un modele unique de representation d’application qui abstrait les instructions des machines et sur un modele d’execution qui traduit le fonctionnement de ces instructions vers les machines cibles. S’ils sont capables de rendre les applications portables sur une vaste gamme de systemes, ces deux modeles ne permettent pas en revanche d’exprimer la concurrence sur les instructions. Or, celle-ci est indispensable pour optimiser le traitement des applications selon les ressources disponibles de la plate-forme cible. Nous avons tout d’abord developpe une representation « universelle » d’applications pour machine virtuelle fondee sur la modelisation par graphe flux de donnees. Une application est ainsi modelisee par un graphe oriente dont les sommets sont des unites de calcul (les acteurs) et dont les arcs representent le flux de donnees passant au travers de ces sommets. Chaque unite de calcul peut etre traitee independamment des autres sur des ressources distinctes. La concurrence sur les instructions dans l’application est alors explicite. Exploiter ce nouveau formalisme de description d'applications necessite de modifier les regles de programmation. A cette fin, nous avons introduit et defini le concept de « Representation Canonique et Minimale » d’acteur. Il se fonde a la fois sur le langage de programmation oriente acteur CAL et sur les modeles d’abstraction d’instructions des machines virtuelles existantes. Notre contribution majeure qui integre les deux nouvelles representations proposees, est le developpement d’une « Machine Virtuelle Universelle » (MVU) dont la specificite est de gerer les mecanismes d’adaptation, d’optimisation et d’ordonnancement a partir de l’infrastructure de compilation Low-Level Virtual Machine. La pertinence de cette MVU est demontree dans le contexte normatif du codage video reconfigurable (RVC). En effet, MPEG RVC fournit des applications de reference de decodeurs conformes a la norme MPEG-4 partie 2 Simple Profile sous la forme de graphe flux de donnees. L’une des applications de cette these est la modelisation par graphe flux de donnees d’un decodeur conforme a la norme MPEG-4 partie 10 Constrained Baseline Profile qui est deux fois plus complexe que les applications de reference MPEG RVC. Les resultats experimentaux montrent un gain en performance en execution de deux pour des plates-formes dotees de deux cœurs par rapport a une execution mono-cœur. Les optimisations developpees aboutissent a un gain de 25% sur ces performances pour des temps de compilation diminues de moitie. Les travaux effectues demontrent le caractere operationnel et universel de cette norme dont le cadre d’utilisation depasse le domaine video pour s’appliquer a d’autres domaine de traitement du signal (3D, son, photo…)