QUÉ ES LA TECNOLOGÍA NOC
Es un enfoque para el diseño del subsistema de comunicación entre
los núcleos de propiedad intelectual en un System-on-a-Chip (SoC). NOC pueden
abarcar dominios de reloj síncronas y asíncronas o usar la lógica unclocked
asíncrona. NoC se aplica la teoría de redes y métodos de comunicación on-chip y
trae mejoras notables en bus convencional y las interconexiones travesaño. NoC
mejora la escalabilidad de SoC, y la eficiencia energética de SoC complejos en
comparación con otros diseños.
Las prestaciones de un
diseño SoC dependen en gran medida de la infraestructura de interconexión que
implemente. En este contexto surge como una solución a los desafíos de
interconexión presentes en los nuevos diseños de tipo SoC. Para un diseño
concreto, el alto número de posibles soluciones basadas en NoCs incrementa la
complejidad de analizar el espacio de diseño y de elegir la NoC óptima.
CUÁL ES LA ARQUITECTURA BASE
La avanzada Network on chip emplea a nivel del sistema de las técnicas de
la red para resolver el transporte OnChip de tráfico y problemas de
gestión. Las limitaciones de bus síncrono conducir a una segmentación del
sistema y las arquitecturas de bus por niveles o capas.
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Figura 1: bus síncrono tradicional
La NOC es una red homogénea y escalable matriz de
conmutación, este switch fabric constituye el núcleo de la tecnología NoC y
medios de transporte de usos múltiples paquetes de datos dentro del complejo,
cargado de IP SoC. Las características clave de esta arquitectura son:
·
Arquitectura en capas y escalable
·
Flexible y definida por el usuario topología de la red.
·
Punto-a-punto y una aplicación a nivel mundial asíncrono (GALS)
localmente síncrona separar los bloques IP
Figura 2: RED NOC
Capas NoC
Bloques IP comunicarse a través de la NOC usando un esquema de comunicación
conocida como la Operación, Transporte,
y las capas físicas
Figura 3: Arteris NoC capas
CÓMO Y EN QUE NIVELES TRABAJA ESTA
ARQUITECTURA
·
Capa de operación
La capa de
transacción define las primitivas de comunicación a disposición de los bloques
IP interconectadas. Unidades Especiales de la interfaz de NOC (nius), ubicado
en la periferia del NOC, proporcionar servicios de capa de transacción a los
bloques de IP con las que están vinculados. La capa de transacción define cómo
se intercambia información entre Nius. Por ejemplo, una transacción NoC se hace
típicamente de una solicitud de un NIU maestro a un esclavo NIU, y una
respuesta del esclavo al maestro. Sin embargo, la capa de transacción deja a
los detalles de implementación del intercambio con el transporte y la capa
física. Nius que cerrar la NoC a un protocolo externo (como AHB) traducir las
transacciones entre los dos protocolos, seguimiento de estado de la transacción
a ambos lados. También pone en práctica las operaciones especiales que permiten
la comunicación de banda lateral entre los bloques IP.
·
Capa de transporte
La capa de
transporte define las reglas que se aplican en forma de paquetes se enrutan a
través de la matriz de conmutación. Muy poco de la información contenida en el
paquete (normalmente, dentro de la primera celda del paquete, conocido como
celda de encabezado) es necesaria para el transporte en realidad. El formato
del paquete es muy flexible y se adapta fácilmente a los cambios a nivel de
transacción sin afectar el nivel de transporte. Por ejemplo, los paquetes
pueden incluir byte, permite la información de paridad, o la información del
usuario en función de los requisitos de aplicación efectivos, sin alterar el
transporte de paquetes, ni el transporte físico.
Una sola NoC
normalmente utiliza un formato de paquete fijo que coincide con el conjunto
completo de requerimientos de aplicación. Sin embargo, varios comités olímpicos
nacionales en diferentes formatos de paquetes se pueden enlazar con las
unidades de traducción.
La capa de
transporte puede ser optimizado para las necesidades de aplicación. Por
ejemplo, el manejo de paquetes agujero de gusano se reduce la latencia y
almacenamiento, pero podría conducir a un menor rendimiento del sistema al
cruzar las fronteras locales el rendimiento, mientras que el almacenamiento y
el manejo hacia delante tiene las características opuestas.
·
Capa física
La capa física
define cómo los paquetes se encuentran físicamente transmitidos a través de una
interfaz, al igual que Ethernet define 10Mb / s, 1 Gb / s, etc interfaces
físicas Como se explicó anteriormente, el protocolo de capas permite que varios
tipos de interfaces físicas puedan convivir sin afectar las capas superiores.
Así, los enlaces entre conmutadores NoC puede ser optimizado con respecto al
ancho de banda, el costo, la integridad de datos, e incluso fuera del chip
capacidades, sin afectar el transporte y las capas de la transacción. Además,
Arteris ha definido una interfaz física especial que permite a los
independientes endurecimiento de núcleos físicos, y luego la conexión de los núcleos
juntos, independientemente de cada una velocidad de reloj central y la
distancia física dentro de los núcleos (dentro de límites razonables
garantizando la integridad de la señal).
Un resumen de la
asignación de las capas de protocolo en las unidades de diseño NoC se ilustra
en la siguiente figura
Figura 4. Mapa de capas
PROTOCOLOS
Los protocolos se
refieren a la estrategia de mover los datos a través de la NOC. Definimos el
cambio como el mero transporte de datos, mientras que el enrutamiento es la
inteligencia
detrás de él, es decir, se determina la ruta de transporte de datos.
detrás de él, es decir, se determina la ruta de transporte de datos.
El protocolo define el uso de los recursos disponibles, y por lo tanto la
implementación del nodo
refleja las opciones de diseño basado en los términos que figuran. En la figura se puede observar la identificación de los componentes principales de cualquier ruta nodo, cambiar, routing y la unidad de arbitraje, y el controlador de enlace.
refleja las opciones de diseño basado en los términos que figuran. En la figura se puede observar la identificación de los componentes principales de cualquier ruta nodo, cambiar, routing y la unidad de arbitraje, y el controlador de enlace.
El interruptor conecta los buffers de entrada para los buffers de salida,
mientras que la colocación y la unidad de arbitraje implementan el algoritmo
que determina estas conexiones. En un sistema de control central, el control de
enrutamiento sería común para todos los nodos, y una estrategia podría ser elegida
que garantiza la no contención de tráfico. Por lo tanto ninguna unidad de
arbitraje sería necesario.
Este esquema puede ser empleado en un NOC en la que todos los nodos tienen
un sentido común de tiempo que se presenta en Millberg. Aquí el NoC NOSTRUM
implementa un tiempo explícito mecanismo de multiplexación por división de que
los autores denominan Redes Disjuntas Temporales (TDN). Los paquetes que no
pueden entrar en conflicto si se encuentran en TDNs diferentes.
Los protocolos de adaptación puede potencialmente acelerar la entrega de
paquetes individuales, el protocolo determinista es superior a la de adaptación
desde una perspectiva global. La razón es que los protocolos de adaptación tienden a
concentrar el tráfico en el centro de la red, lo que resulta en aumento de la
congestión allí.
La amplia mayoría de la investigación NoC se basa en redes de conmutación de paquetes. Además, la mayoría son con base en retardo ya que la sobrecarga de la cuenta de mantenimiento de los paquetes de transmisión y retransmisión de paquetes perdidos es alta.
Las estrategias de
transmisión más comunes son los de almacenamiento y reenvío, agujero de gusano.
EJEMPLOS DE REDES BASADAS EN NOC
·
Procesamiento de
paquetes en el dominio de (Inter) la creación de redes es una tarea exigente. Los requisitos de rendimiento y
flexibilidad de los equipos de
procesamiento de paquetes, así como en el aumento de la seguridad y
disponibilidad permanente. En
la actualidad, importantes fuerzas impulsoras de la Internet son las nuevas
tecnologías, el creciente número de usuarios de Internet y número de ofertas de
líneas de transmisión. Por lo tanto, sólo las soluciones de
hardware ofrecen un rendimiento suficiente para la clasificación de paquetes,
la manipulación y envío. Debido a su flexibilidad,
se utiliza FPGAs como plataforma de destino.
MATMUNI es una solución
de procesamiento de paquetes. Actualmente
está diseñado para un Xilinx Virtex-4 FPGA plataforma FX20. MATMUNI? S submódulos funcionales ofrecen mecanismos de
traducción de direcciones de acceso al medio de control (MAT), gestión del
tráfico (TM) y una etiqueta de multiprotocolo de conmutación de usuario a la
interfaz de red (MPLS-UNI).
·
Topologías
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
- La aplicación específica de redes en chip proporciona mejoras sustanciales en la potencia, rendimiento y costo en comparación con regular topología de las redes en chip, son más rápidas en términos absolutos y más eficientes. En aplicaciones específicas utilizan 39% menos de energía.
- Una red en el chip NOC, incluye procesadores integrados, routers, controladores de comunicación de memoria y controladores de interfaz de red, cada bloque ip adapta a un router a través de la memoria de controlador de comunicaciones y una red a través del controlador de interfaz.
- La complejidad de las interconexiones basadas en NOC tienen una clara ventaja sobre los buses tradicionales en parámetros como frecuencia, rendimiento, latencia.
- http://es.zettapedia.com/red-on-chip.htm
- http://www.scientificjournals.org/journals2009/articles/1423.pdf
- http://eecourses.technion.ac.il/049036/Cidon%20Nocs%20Key-29-4-07.pdf
- http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=1372657&isnumber=30006
ELABORADO POR
GABRIELA ALVARO
ANDRÉS CHANGO
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