توضیحات
عنوان فارسی: ارزیابی رویکردهای طراحی شبکه های مبتنی بر تراشه و تحمل پذیری خطا در این شبکه ها
- چکیده
- فصل یک: کلیات تحقیق
- مقدمه
- بیان مساله
- پرسش تحقیق
- فرضیه های تحقیق
- اهداف تحقیق
- روش کار تحقیق
- ساختار تحقیق
- فصل دو: ادبیات پایه تحقیق
- مقدمه
- مفاهیم و واژه های مورد استفاده در این تحقیق
- شبکه درون تراشه
- دلایل اهمیت شبکه درون تراشه
- ویژگیهای اساسی شبکه درون تراشه
- تحمل پذیری خطا
- مسیریابی
- الگوریتمهای مسیریابی NOC
- الگوریتمهای مسیریابی مقیاسپذیر و تحملپذیر خطا
- الگوریتم مسیریابی NARCO
- فصل سه: مرورِ پیشینه
- مقدمه
- مرور پیشینه تحقیق
- ارزیابی الگوریتم مسیریابی برای تحملپذیری خطا و یک معماری جدید برای کارایی درNoC
- الگوریتمهای مسیریابی و تحملپذیریخطا در شبکههای درون تراشه
- شبکه درون تراشه و مروری بر الگوریتمهای مسیریابی تحملپذیری خطا درون این شبکهها
- یک راه حل برای پیش بینی ماژول خطا برای عملیات تحمل پذیر خطا درNoC
- روش بازاریابی هوشمند شبکه برای تحملپذیرخطا NoC بر اساسِ MPSoCs
- معماری توزیعشدهی تحملپذیرخطا در NoC
- نظارت بر خطاهای موقتی و دائمی در NoC بوسیله مسیریاب انحرافی با تحملپذیری خطای بهینه
- بررسی روشهایی برای تحملپذیری خطا در NoC
- پیشپردازش سناریوها برای مسیریابی سریع و کارآمد پیکربندی مجدد در NoCهای تحملپذیر خطا
- مقایسه کارهای مرتبط با تحقیق
- نتیجه گیری تحقیق
- کارهای آتی
- منابع
چکیده
امروزه شبکههای درون تراشه(NoC) در حالِ نمودِ هر چه بیشتر و فراگیر شدن هستند و طرحهای محاسباتی نیز در حال انتقال به حوزههای چند هستهای هستند. به هر حال، در تمامی محصولاتی که به بازار و صنعت عرضه میشوند همیشه نواقص و سوءعملهای سخت کارخانهای اجتنابناپذیر هستند اما نباید فراموش کرد که بحث تحملپذیریخطا در شرایط گوناگون یک هدف مهمِ قابل توجه است که میتواند در بالابردن قابلیت اعتماد و اطمینان محصول و مقبولیت آن نقش اساسی دارد. به دلیل کاربردی بودن شبکههای درون تراشه در این تحقیق یک مطالعه کلی بر روی روشها و کاربردهای آن در حیطه، بحث تحملپذیری خطا خواهیم داشت.
کلید واژه: شبکه ی درون تراشه، تحمل پذیری خطا، مسیریابی.
فصل یک:
کلیات تحقیق
۱-۱- مقدمه
به علت کاهش اندازه ترانزیستورها، استفاده از میلیونها ترانزیستور در یک تراشه امکان پذیر شده است، که نشان میدهد. تعداد انبوهی پردازنده میتوانند در یک تراشه مجتمع شوند. در چنین سیستمهایی ارتباط بین پردازندهها اهمیت زیادی پیدا میکند و سیستم درون تراشه (SoC)[1] و شبکهی درون تراشه (NoC)[2] دو تکنیک پیاده سازی برای این سیستمها می باشند. سیستم درون تراشه میتواند شامل عناصر مختلفی نظیر یک پردازنده، واحد ورودی و خروجی و انواع مختلفی از حافظهها باشد. با این وجود SoC ها دارای معایبی نظیر عدم قابلیت استفاده مجدد، مقیاس پذیری پایین، پیچیدگی طراحی و زمان طولانی جهت رسیدن محصول به بازار میباشد[۱].
شکل۱-۱ طراحی ساده شبکه درون تراشه را نشان میدهد. عموماً ارتباط مابین عناصر پردازشی توسط گذرگاه[۳] برقرار میگردد. با افزایش تعداد پردازندههای درون تراشه با تعداد زیاد عناصر پردازشی، گذرگاه از نظر مقیاس پذیری و مصرف انرژی به گلوگاه[۴] تبدیل میشود. لذا ایدهی شبکه درون تراشه که شامل عناصر پردازشی و مسیریابهایی است که توسط پیوندها به هم متصل شدهاند و با ارسال بسته با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند، مطرح شد[۴].
شکل۱-۱: شبکه درون تراشه و سیستم درون تراشه[۴]
دلیل افزایش علاقه به شبکه درون تراشه را میتوان با نگاه کردن به تحول تکنولوژی مدارهای مجتمع و نیاز روزافزون به سیستمهای الکترونیکی پیدا کرد. ریزپردازنههای مجتمع در حقیقت نقش اساسی در تحول تکنولوژی کامپیوتر دارند.
۱-۲- بیان مساله
شبکه درون تراشه یک معماری ارتباطی کارآمد از جهتِ انرژی و توان برای سیستمهای درون تراشهی دارای چند tile میباشد. شبکه درون تراشه معایبِ سیستم بر روی تراشه را برطرف کرده است و قابلیت استفاده مجدد و کارایی بالایی دارد. دلیل اهمیت استفاده و رونق این شبکهها را می توان با نگاه کردن به تحولِ تکنولوژی مدارهای مجتمع و نیازِ روزافزون به سیستمهای الکترونیکی پیدا کرد. ریزپردازندههای مجتمع در حقیقت نقش اساسی در تحول تکنولوژی کامپیوتر دارند. تحقیقات بسیاری در موردNOC صورت پذیرفته و اهمیت موضوع بسیار زیاد است. در حال حاضر دانش در زمینهیNOC در بسیاری از جنبهها دارای اهمیت است و در حال حاضر بسیاری از تحقیقات و محصولات تجاری NOC را به عنوان ستون فقرات ارتباطات خود قرار دادهاند. برای مثالIntel SCC یک نمونهی تحقیقاتی اولیه از معماری چند هستهای بر اساس شبکهmesh است. از اینرو در این تحقیق به ارزیابی طراحی شبکۀ درون تراشه و مسیریابی آن خواهیم پرداخت.
۱-۳- پرسش تحقیق
پرسش اصلی این تحقیق عبارت است از:
چگونه میتوان طراحی شبکه های مبتنی بر تراشه((NOC و مسالهی تحملپذیری خطا روی این شبکهها را مورد ارزیابی قرار داد؟
که جواب این پرسش رسیدن به هدف و عنوان تحقیق مورد نظر می باشد.
۱-۴- فرضیههای تحقیق
- در این تحقیق تاثیر و میزان تحملپذیریخطا مورد ارزیابی قرار میگیرد.
- در این تحقیق بحث مسیریابی در شبکههای درون تراشهای را مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت.
۱-۵- اهداف تحقیق
هدف اصلی این تحقیق ارزیابی رویکردهای طراحی شبکه های مبتنی بر تراشه ((NOC می باشد.
۱). دلایلِ اهمیت شبکه درون تراشه.
۲) . بررسی ویژگیهای اساسی شبکه های روی تراشه.
۱-۶- روش کار تحقیق
جهت بررسی و ارزیابی رویکردهای طراحی شبکه مبتنی بر درون شبکه، مبحث تحملپذیری خطا[۵]ی مرتبط با این شبکهها و حوزه کاربردی آن، در ابتدا روشهای بقیه افراد در این زمینه را از طریق مقالات و مجلات معتبر مورد مطالعه قرار می دهیم و از آنها استفاده میکنیم.
۱-۷- ساختارتحقیق
ساختار این تحقیق به صورت زیراست:
- در فصل اول به کلیات تحقیق پرداخته شده است.
- در فصل دوم به توصیف ادبیات پایه تحقیق میپردازیم. در آن مفاهیم مرتبط و مورد نیاز برای ادامه بحث را مطرح مینماییم.
- در فصل سوم به مرورِ پیشینه تحقیق یعنی کارهایی که دیگران در این راستا انجام دادهاند میپردازیم و در انتهای آن جمع بندی میکنیم که بر اساس مطالعه در این حیطه و سوابق کاری دیگران در این تحقیق میخواهیم چه کاری در این راستا انجام دهیم.
فصل دو:
ادبیات پایه تحقیق
۲-۱- مقدمه
در فصل قبل به طرح مساله مورد مطالعه در این تحقیق پرداختیم. از آن جا که برای اصطلاحات موجود در حیطه ارزیابی شبکههای درون تراشه ممکن است تعاریف مختلفی مطرح شده باشد، دراین فصل به تعریف مفاهیم اصلی در این زمینه که استفاده از این مفاهیم در این تحقیق براساس این تعاریف شکل گرفته است، میپردازیم.
۲-۲- مفاهیم و واژه های مورد استفاده در این تحقیق
مفاهیم و واژگانی که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفتهاند را در ادامه می آوریم.
۲-۲-۱- شبکه درون تراشه
دلیل افزایش علاقه به شبکه درون تراشه را میتوان با نگاه کردن به تحول تکنولوژی مدارهای مجتمع و نیاز روزافزون به سیستمهای الکترونیکی پیدا کرد. ریزپردازندههای مجتمع در حقیقت نقش اساسی در تحول تکنولوژی کامپیوتر دارند. اگرچه تلاش بسیاری برای کامل شدن آن شده است، امروزه به عنوان یک موضوع ساده برای ما مطرح میشود. ریزپردازنده ها درگیر ارتباط بین ماشینهای محاسباتی و حافظههای لایه بندی شده سیستم هستند که این ارتباط به کمک گذرگاهها برقرار میشود. از طرفی مدارهایی با کاربرد تک منظور طراحی شدند که نیاز به یک پردازندهی عملیاتی واحد داشتند، به همین دلیل نیاز به برقراری ارتباط درونتراشه احساس شد. در همین حال با کاهش حجم پردازنده ها، عدم تعادل بین تأخیر گیتها و تأخیر سیمها بر روی چیپ ایجاد شد. به همین دلیل امروزه ارتباطات روی چیپ یکی از مهمترین عوامل برای افزایش کارایی سیستم است. یکی از راه حلهای ارائه شده در زمینه ی ارتباط روی چیپ، استفاده از تکنولوژی شبکه درونتراشه است، که مشکلات ارتباطات را تا حد زیادی حل میکند. توپولوژی NOC یک مش m*n از سوییچها و منابع است. فرض ما یکی آرایش مستقیم دوبعدی است که برای ما مجتمع سازی طراحی سطح فیزیکی معماری را فراهم میکند. هر سوییچ به یک منبع و چهار سوییچ همسایه اش متصل میباشد و هر منبع تنها به یک سوییچ متصل است. یک منبع میتواند هرکدام از اینها باشد: هستهی پردازنده، حافظه، FPGA، بلاک سخت افزاری سفارشی، هستهی DSP (پردازشگر سیگنال دیجیتال)، یا هر بلاک با ویژگی خاصی که به ذهن برسد. منابع در واقع واحدهای محاسباتی یا ذخیره سازی میباشند. البته این به شرطی است که مواردی که نام برده شد، بتوانند شکاف[۶] قابل دسترسی قرار بگیرد و با واسط[۷] NOC مطابقت داشته باشد. منابع و سوییچها با استفاده از کانال به یکدیگر متصل شدهاند. آنها به وسیلهی ارسال پیام با هم مرتبط میشوند. سوییچها کار مسیریابی و میانگیر کردن پیام های بین منابع را بر عهده دارند. کانالها شامل دو گذرگاه یک طرفه نقطه بهنقطه[۸] بین سوییچ یا بین یک منبع و یک سوییچ میباشد. سوییچها ممکن است دارای صفهای داخلی برای مدیریت تراکم باشند. منابع به طور غیر همزمان عمل میکنند، البته به یکدیگر توجه دارند. همزمانی از طریق همزمانیهای اولیه که با ارسال پیام درون شبکه پیاده سازی میشود، پدید میآید. به منظور ایجاد واسط NOC با جهان خارج منابع اختصاصی مانند مؤلفه های [۹]I/O نیاز است. I/O میتواند انواع مختلفی داشته باشد، آنها میتوانند چندین تراشهی NOC را به هم متصل کنند. ماژولهای واسط همچنین میانگیر کردن داده و چینش دوباره ی بسته ها را هم مدیریت می کنند. هر منبعی برای خود آدرس منحصر به فردی دارد و از طریق یک سوییچ به شبکه متصل میباشد. منبع به وسیلهی[۱۰] RNI با سوییچ مرتبط میشود. اگر جای کافی برای آن وجود داشته باشد و همچنین مجهز به RNI باشد، هر منبعی میتواند به شبکه متصل شود. آرایش دقیق و هندسه به تولید فناوری وابسته است. توقع این است که فضای اشغالی یک منبع بزرگترین ناحیه ی سنکرون در فناوری مورد نظر باشد. انتظار می رود که این فضا با فناوریهای جدیدتر کاهش یابد. بنابراین تعداد منابع افزایش مییابد و پهنای باند سوییچ به سوییچ و سوییچ به منبع زیاد میشود، اما پروتکلهای ارتباطی وسیع شبکه ساده و بدون پیچیدگی خواهند ماند[۲].
طراحی NOC شامل دو مرحله میباشد، در مرحلهی اول یک معماری از قالب کلی NOC جدا میشود. این معماری تعداد سوییچها و شکل شبکه، نوع و شکل ناحیهها و تعداد و نوع منابع را مشخص میکند. لازم به ذکر است مفهوم ناحیه به معنی فضای اشغالی توسط هر تعداد از منابع و سوییچها میباشد. در مرحلهی دوم برنامه و کاربرد مورد نظر را روی معماری فوق برای شکل گیری محصول نگاشت[۱۱] میکنیم. الگوریتمهای فعلی روی تراشه و روشهای طراحی سیستم روی تراشه نمیتوانند در مورد فضاهایی که شامل چند بیلیون ترانزیستور هستند، به نیازهای ما پاسخ دهند. طراحی در مورد این فضاها زمان زیادی به طول میانجامد و همچنین نگاشت کردن کاربردها در معماریهای مورد نظر ناممکن خواهد بود. نکتهای که وجود دارد وجود مصالحه بین عمومیت و کارایی میباشد. عمومیت استفاده مجدد از سخت افزار، سیستمهای عامل و گسترش عملی در کاربردهای مختلف را برای ما فراهم میکند. در حالی که کارایی (تأخیر، هزینه، توان و غیره) با استفاده از ساختارهای با کاربرد خاص قابل دسترسی است. یعنی کاربرد عمومی را گسترش میدهد و کارایی کاربرد خاص را گسترش می دهد. سیستم های درون تراشه که انواع مختلفی از مؤلفه های پردازشی و حافظهای را در خود جای داده اند باید از [۱۲]GALS استفاده کنند. GALS به معنی آسنکرون بودن در کل و سنکرون بودن محلی میباشد. حداقل در سطح سخت افزار این اتفاق میافتد. این شیوه نه تنها از انحراف پالس ساعت جلوگیری میکند بلکه باعث مصرف توان کمتر هم میشود. در این روش کل تراشه پالس ساعت یکسان ندارد و در کل همزمانی در تراشه وجود ندارد، اما نواحی مختلف مثل ناحیهی داخلی منابع و ناحیهی داخلی سوییچها با یک پالس ساعت همزمان هستند[۵].
اجزای داخل سیستمهای درون تراشه مبتنی بر شبکه روی تراشه از طریق یک شبکه مبتنی بر مسیریاب به یکدیگر متصل شده اند. شبکه های درون تراشه از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند. این سه قسمت عبارتند از: مسیریاب، رابط شبکه و اتصالات بین مسیریاب ها[۲].
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش تحقیق
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.