مقدمه
طبق پیشبینی هاي انجام شده با پیشرفت روافزون تکنولوژي ساخت مدارات مجتمع، تعداد هسته هاي پردازشی در چند پردازنده هاي روي تراشه به 1000 هسته در سال 2020 و تعداد اجزاي پردازشی و ذخیره سازي در سیستم هاي روي تراشه نیز به 300 واحد در سال 2015 خواهد رسید. از سوي دیگر، قابلیت ها و پیچیدگی برنامه هاي کاربردي به سرعت در حال افزایش است. به همین دلیل شاهد افزایش حجم و پیچیدگی الگوهاي ارتباطی درون تراشه هستیم. عدم مقیاس پذیري و محدودیت پهناي باند گذرگاههاي سنتی و نیز سربار مساحت و زمان طراحی بسیار زیاد اتصالات اختصاصی نقطه به نقطه سبب به کار گیري مفهومی به نام شبکه هاي روي تراشه شده است. این مفهوم در سال 1999 مطرح شد [ ].
در ساختار شبکه روي تراشه باید چند مورد را مورد توجه قرار داد. تاخیر پیام و بروندهی از عواملی هستند که روي کارایی شبکه تاثیر گذارند. علاوه بر آن توان مصرفی هم از اهمیت زیادي برخوردار است. در سالهاي اخیر با توجه به محدودیتهاي موجود در بحث توان مصرفی ،پژوهش هاي زیادي در این مورد انجام گرفته است. از عوامل موثر در توان مصرفی طول متوسط مسیر بسته ها (برحسب تعداد گام) و تاخیر و توان مصرفی در هر گام مسیر می باشد.
با بررسی روشهاي موجود براي بهینهسازي شبکههاي روي تراشه، از یک دیدگاه میتوان این روشها را به دو دستهي کلی خاص منظوره و همه منظوره تقسیم کرد. در حالت خاص منظوره بهینهسازي شبکه براساس مشخصات و الگوي ترافیکی کاربرد مشخصی که قرار است بر روي آن سیستم اجرا شود، انجام میگیرد. در حالت دوم، بهینهسازي عمومی بوده و بدون توجه به یک کاربرد خاص انجام میشود.
همچنین روشهاي بهینه سازي و معماري شبکه هاي روي تراشه را از منظر هدف به دو دسته میتوان تقسیم کرد: اول، روشهایی که سعی در کاهش متوسط توان و تاخیر شبکه دارند و دوم، روشهایی که هدف خود را تضمین یک سطح سرویس خاص (QoS) (به عنوان مثال حداکثر تاخیر و حداقل پهناي باند) براي بستههاي شبکه قرار داده اند) [ ].
1-2- مکانیزمهاي ارتباطی درون تراشه سنتی
در این قسمت ما دو نوع از مکانیزمهاي ارتباطی را بررسی میکنیم. این مکانیزمها براي تراشه هایی استفاده میشوند که
داراي تعداد کمی عنصر پردازشی و حافظهاي هستند. این دو روش اتصالات نقطه به نقطه و گذرگاه میباشند. در اتصالات
نقطه به نقطه بین هر دو هستهي پردازشی نیازمند به ارتباط، یک اتصال اختصاصی ایجاد میشود. از آنجا که این روش تنها از سیم ها و بدون استفاده از سخت افزار اضافه براي انتقال دادهها استفاده میکند، بهترین کارایی و توان مصرفی را براي برقراري
ارتباط بین تعداد کم هستهها ارائه میکند. اما این روش مشکلات زیادي از جمله عدم مقیاس پذیري، پیچیدگی زیاد طراحی و مسیریابی اتصالات، و هزینهي پیاده سازي بالا را دارد. روش دیگر یعنی گذرگاه، هسته هاي پردازشی را با استفاده از یک کانال
مشترك به یکدیگر متصل میکند. در مقایسه با روش قبل، گذرگاه، پیچیدگی طراحی سطح مدار کمتري دارد و چون از کانالهاي کمتري استفاده میکند، هزینه ي پیاده سازي آن نیز پایینتر است. اما این روش دو مشکل اساسی دارد، یکی عدم مقیاس پذیري توان و دیگري کارایی. با زیاد شدن تعداد دستگاههاي متصل به گذرگاه، طول آن و نیز مدارات ارسال و دریافت داده ي متصل به آن افزایش یافته و باعث ایجاد یک بار خازنی زیاد میگردد. این بار خازنی تاخیر و توان مصرفی را افزایش میدهد. همچنین در گذرگاه، در هر لحظه فقط دو گره با هم ارتباط دارند که باعث کاهش کارایی میشود.
چکیده :
فهرست جدول& zwnj ها & zwnj
فهرست شکل& zwnj & zwnj ها &zwnj
فصل ۱- شبکه روی تراشه پویا
۱-۱- مقدمه
۱-۲- مکانیزمهای ارتباطی درون تراشه سنتی..
فصل ۲- شبکه روی تراشه.
۲-۱- مقدمه
۲-۲- معرفی شبکه بر روی تراشه.
۲-۳- چرا شبکه روی تراشه؟.
۲-۴- اهمیت NoC..
۲-۵- روند تکنولوژی..
۲-۶- مشخصات متمایز کننده NoC..
۲-۷- ویژگی های اساسی شبکه های روی تراشه.
۲-۷-۱- همبندی
۲-۷-۲- الگوریتم مسیریابی..
۲-۷-۳- روش های راهگزینی..
۲-۸- لایه بندی شبکه بر روی تراشه.
۲-۹- معماری روی تراشه.
فصل ۳- طراحی اجزای شبکه روی تراشه.
۳-۱- طراحی سوییچ..
۳-۲- طراحی پیوند
۳-۳- طراحی واسط شبکه
۳-۴- معرفی چند الگوریتم مسیریابی..
۳-۵- الگوریتم های مسیریابی وفقی جزیی Torus
۳-۶- . الگوریتم EFM…
۳-۷- الگوریتم مسیریابی SLM…
۳-۸- الگوریتم مسیریابی SNWE..
۳-۹- الگوریتم های مسیریابی پیشنهادی Torus
فصل ۴- کنترل و نظارت متمرکز در شبکه روی تراشه.
۴-۱- کنترل و نظارت متمرکز در شبکه روی تراشه.
۴-۲- ساختار کلی شبکه کنترل و نظارت…
۴-۳- مسیرهای ارتباطی در شبکه کنترل و نظارت…
۴-۴- سوئیچ شبکه روی تراشه با قابلیت پشتیبانی از شبکه کنترل و نظارت…
۴-۵- نحوه ارسال و دریافت اطلاعات…
منابع و مراجع