مقاله تاثير تعداد اشكالات در قدرت و كارايي NoC - دانلود رایگان
دانلود رایگان
دانلود رایگان مقاله تاثير تعداد اشكالات در قدرت و كارايي NoCمقدمه:
با پيشرفت تكنولوژي نيمه‌رساناها، تعداد زياد ترانزيستورهاي در دسترس بر روي يك تراشه واحد اجازه مي‌دهد كه طراحان 12 تا از بلوكهاي IP (Intellectual Property) را با يكديگر با تعداد زيادي از حافظه‌هاي جاسازي شده تجميع كنند. چنين IPهايي مي‌توانند هسته‌هاي CPU يا DSP، پردازنده جريان ويدئويي ، پهناي باند بالاي IO و غيره باشند. باسهاي متوسط به اشتراك گذاشته شده به خوبي سنجيده نمي‌شوند و به طور كامل از پتانسيل پهناي باند در دسترس استفاده نمي‌كنند. همانطور كه وي‍ژگي انقباض را برآورد مي‌كند و كل سايز تراشه به نسبت افزايش مي‌يابد، اتصالات مياني متناسب مي‌شوند در نتيجه خط انتقال افت مي‌كند. تاخيرات خطي ممكن است نسبت به تاخيرات گيت خيلي زياد شوند كه باعث مشكلات همزماني بين هسته‌ها مي‌شود. ميزان قابل توجهي از توان بر روي اتصالات مياني در شبكه‌هاي كلاكينگ پراكنده مي‌شود. اين گرايش زماني بدتر جلوه پيدا مي‌كند كه فركانس زماني افزايش مي‌يابد و سايز مشخصه‌ها كاهش مي‌يابد. پايين آوردن توان ولتاژ ورودي و طراحي مدارات چرخشي پايين، توان مصرفي كل را در ازاء هزينه خطاهاي داده‌اي بالاتر، كاهش مي‌دهد. يك راه حل براي اين مشكلات اينست كه سيستم را بر روي تراشه پياده‌سازي شده با استفاده از شبكه‌هاي ميكرو (شبكه بر روي تراشه) به عمل آوردند. اين شبكه‌ها يك پهناي باند خيلي بالاتري به سبب ارتباطات همزمان چندگانه دارند. ترتيب طراحي پيمانه‌اي را فعال مي‌كند كه يك اينترفيس استاندارد براي كامپوننتهاي ساده‌تر با قابليت استفاده مجدد و با قابليت همكاري بهتر را فراهم مي‌كند. وقتيكه منابع شبكه‌اي به اشتراك گذاشته مي‌شود كارايي و انعطاف‌پذيري كلي افزايش مي‌يابد. زمانبندي ترافيك برروي منابع به اشتراك گذاشته شده از تاخيري كه بر روي سيگنالهاي خطرناك افزايش مي‌يابد جلوگيري مي‌كند. كارايي توان يكي از مباحث مطرح در طراحي شبكه بر روي تراشه است. كاهش توان مصرفي بر اتصالات مياني عمومي، يه عنوان يك ضعف در طراحي موفق شبكه بر روي تراشه است. انتخاب الگوريتم مسيريابي براي طراحي توان پايين و شبكه بر روي تراشه هاي كم عرض مهم است. الگوريتمهاي مختلف مسيريابي، مي‌توانند به طور شگفت‌آوري بر ويژگيهاي تراشه مانند كارايي، توان، سطح و دما اثر بگذارند. يك الگوريتم مسيريابي بر سايز بافر، منطق مسيرياب و تعداد hopهايي كه يك بسته عوض مي‌كند تا به مقصد برسد، تعداد لينكهايي كه در مسير نسبت به زمان سنجيده مي‌شوند، احتمال بن‌بست و بسته‌هاي مفقود شده زنده كه بر توان و تاخير اثر مي‌گذارد. براي مثال بافر كانال ورودي در هر روتر در شبكه بر روي تراشه، اثر شديدي در كل سطح دارند. مثلا' با افزايش سايز بافر در هر كانال ورودي از 2 به 3 كلمه ، فضاي روتر يك شبكه بر روي تراشه4×4 ، 30% يا بيشتر افزايش مي‌يابد. بنابراين به منظور كاهش سربار پياده سازي در شبكه بر روي تراشه ها استفاده كلي از منابع بافر شده بايد مينيمم شود. مطابق معيارهاي تكنولوژي، خطاها و اشكالها عموما' سير فزاينده‌اي دارند. هنگامي‌كه خطاهاي نرم منجر به خروجي‌‌هاي رندم و ناخواسته در طراحي مي‌شوند سيگنالهاي ناخواسته با انتقال سيگنال افزايش مي‌يابد. اشكالات ساخت مي‌توانند از سراسر سگمنتهاي غيرعملياتي از مدار ناشي شوند. ITRS بيان مي‌كند كه كم كردن ميزان درستي 100% براي طراحي‌ها مي‌تواند منجر به هزينه پايين ساخت و تاييد و بازبيني و آزمايش شود. طراحي سيستمهايي كه كار مي‌كنند با وجود خرابي‌هاي دائمي يا گذرا، سالها مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، ولي تحقيقات اساسا' بر روي سيستمهاي در مقياس بزرگ و اتصالات مياني آنها متمركز شده‌اند. الگوريتمهاي مسيريابي تحمل‌پذير خطا از مسيرهاي متناوبي كه به وسيله توپولوژي شبكه پيشنهاد مي‌شوند سوء‌استفاده مي‌كنند. شبكه‌ها مي‌توانند از ذخيره‌سازي و هدايت يا wormhole و يا PCS سوئيچينگ استفاده كنند. در تكنيك wormhole سوئيچينگ هر پيام بر اساس يك سلسله از واحدهاي داده يا جابجايي flitها مرتب مي‌شود. بعضي از محدوديتهاي سوئيچينگ wormhole كه به منظور پشتيباني از اشكالات كه توسط Yalamanchil وGuaghan مورد توجه قرار گرفته‌اند، يك ديدگاه متفاوتي را به منظور مسيريابي تحمل‌پذيري اشكال پيشنهاد داده‌اند. پروتكل مسيريابي نادرست برگشت به عقب به منظور پشتيباني از تعداد زيادي از اشكالات استاتيك به وسيله آنها پيشنهاد داده مي‌شود. اگرچه PCS ها به دليل سربار بالاي تنظيمات مسير، كارائي كمتري نسبت به سوئيچينگهاي wormhole دارند بخصوص براي پيامهاي كوتاه.
تكنيكهاي سوئيچينگ همچنين بر روي كاراي و توان شبكه اثر مي‌گذارند. در تكنيك سوئيچينگ SAF (forward and store) همة تغيير گامهاي flit بسته در بافر ورودي روتر ذخيره مي‌شوند و سپس آدرس مقصد را از هدر استخراج مي‌كنند و بسته‌ها را استفاده از عمليات مسيريابي هدايت مي‌كنند. در اين تكنيك بسته، سايز مينيمم سايز مورد نياز بسته است. اين تكنيك به سبب سايز بزرگ بافر معمولا'در شبكه بر روي تراشه استفاده نمي‌شود. در اين مقاله چندين الگوريتم مسيريابي تحمل‌پذيري اشكال پياده‌سازي گرديده است و اثر اشكالات در مورد توان، كارائي و توزيع بار مطالعه شده است. براي اين منظور يك شبكة برپايه مش در VHDL مورد استفاده قرار گرفته است و توان و پارامترهاي كارائي با استفاده از شبيه‌سازي اندازه‌گيري شده است.
فهرست:مقدمه
2. اهميت كار انجام شده در مقاله
3. کارهای وابسته
4. الگوريتمهاي مسيريابي در شبكه بر روي تراشه
.Aالگوريتم مسيريابي تطبيق‌پذير Planner
B. الگوريتم مسيريابي Duato
C . الگوريتم مسيريابي F-cube
D. الگوريتم مسيريابي Lee-Moon
5. مدلسازي توان و كارائي
.A مدل سخت‌افزاري مش
.B مدلسازي توان
6. مدل اشكال و متد تزريق
7. نتايج
8. نتيجه‌گيري