Estudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema IPNoSys / The study of viability of development of no processor integrated system based on network-on-chip: IPNoSys system

AUTOR(ES)

Sílvio Roberto Fernandes de Araújo

DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

O aumento na capacidade de integração de transistores permitiu o desenvolvimento de sistemas completos, com inúmeros componentes, dentro de um único chip, são os chamados SoCs (System-on-Chip). No entanto, o subsistema de interconexão utilizado pode limitar a escalabilidade dos SoCs, como os barramentos, ou ser uma solução ad hoc, como a hierarquia de barramentos. Desse modo, a solução ideal para interconexão no SoCs são as redes em chip ou NoCs (Network-on-Chip). As NoCs permitem múltiplas conexão ponto-a-ponto entre os componente e podem ser reusadas em projetos diversos. Entretanto, o uso de NoCs pode representar o aumento na complexidade do projeto do sistema, da área em chip e/ou potência dissipada. Dessa forma, é necessário ampliar o horizonte de utilização dos sistemas ou quebrar o paradigma do seu desenvolvimento. Assim, é proposto um sistema baseado em uma NoC, onde as aplicações são descritas em forma de pacotes e executadas de roteador em roteador durante o percurso entre origem e destino dos pacotes, sem a necessidade do uso de processadores convencionais. Para permitir a execução de aplicações, independente do número de instruções e das dimensões da rede, foi desenvolvido o algoritmo spiral complement, que permite re-rotear pacotes até que todas as instruções contidas nele sejam executadas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi estudar a viabilidade do desenvolvimento de tal sistema, denominado sistema IPNoSys. Nesse estudo, foi desenvolvida em SystemC, com precisão de ciclo, uma ferramenta para simulação do sistema, a qual permite executar aplicações implementadas na linguagem de descrição de pacotes, também desenvolvida para esse fim. Através da ferramenta podem ser obtidos diversos resultados que permitem avaliar o funcionamento e desempenho do sistema. A metodologia empregada para descrição das aplicações corresponde, a priori, em obter o grafo de fluxo de dados da aplicação em alto nível, e desse grafo descrevê-la em um ou mais pacotes. Utilizando essa metodologia, foram realizados três estudos de casos: contador, DCT-2D e adição de ponto flutuante. O contador foi usado para avaliar a capacidade do sistema em tratar situações de deadlock e executar aplicações em paralelo. A DCT-2D foi utilizada para realizar comparações com a plataforma STORM. E, finalmente, a adição de ponto flutuante teve como objetivo ser usada como rotina de tratamento de uma instrução não implementada em hardware. Os resultados de simulação apontam favoravelmente com relação à viabilidade do desenvolvimento do sistema IPNoSys. Mostrando que é possível executar aplicações em forma de pacotes, inclusive paralelamente, sem interrupções provocadas por eventuais deadlocks, e ainda indicam maior eficiência do sistema IPNoSys a respeito do tempo de execução comparada a plataforma STORM

ASSUNTO(S)

algoritmo spiral complement system-on-chip (soc) sistema em chip (soc) sistema ipnosys spiral complement algorithm ipnosys system redes em chip (noc) network-on-chip (noc) sistemas de computacao

Documentos Relacionados

• Serviços de comunicação diferenciados em sistemas multiprocessados em chip baseados em redes intra-chip
• Interfaces parametrizáveis para aplicações interconectadas por uma rede-em-chip
• Extensible communication interface to SoCIN network-on-chip
• Integrated model-based design and simulation of critical embedded systems
• Dispositivos oticos baseados em fibras de cristal fotonico com eletrodos integrados