19062

۱۹۰۶۲

ارائه روشي براي مسيريابي مبتني بر دما در شبكه روي تراشه

كارشناسي ارشد

الكترونيك ديجيتال

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۱۱/۰۷

دكتر هادي شهريار حسيني

برق

سامانه بر تراشه¬هاي امروزي حاوي صدها واحد از پيش طراحي شده، شامل پردازنده، پردازنده‌هاي كمكي، وسايل ارتباط جانبي، حافظه، منطق‌هاي قابل بازپيكربندي و حتي بلوك‌هاي آنالوگ هستند. با افزايش تعداد پردازنده‌هاي مجتمع در سامانه بر تراشه، نقش ساز و كار ارتباطي هم پررنگ¬تر شد. شبكه بر تراشه، زيرسيستم ارتباطي درون مدار مجتمع است كه ارتباط بين واحدهاي از پيش طراحي شده در سامانه بر تراشه را برقرار مي‏سازد. . مسيريابي بسته‌ها در شبكه بر تراشه از مسائل مهم در اين زمينه است. اهميت اين مسئله هنگامي روشن مي‌شود كه در مورد معيارهايي كار آيي شبكه مانند گذردهي،ميزان تأخير و دماي تراشه بحث مي‌شود. با مسيريابي بسته‌ها در شبكه و افزايش توان مصرفي هر كدام از مسيرياب‌ها، دماي آن‌ها افزايش مي‌يابد و افزايش دما در شبكه نهايتاً به خارج شدن بعضي از گره‌ها از محدوده ايمن دمايي و عدم كار آيي آن‌ها مي‌شود و براي ادامه‌ي كار آيي شبكه، مي‌بايست تعدادي از اين گره‌ها را مسدود كرد تا به دماي مطمئن برسند. راه حل سطح معماري و سيستمي براي اين مشكل، ارائه‌ي يك مسيريابي مناسب است تا بتواند بسته‌ها را در شبكه به‌گونه‌اي جابجا كند كه تمركز دما در نقاط مركزي شبكه كمتر شود و دما به‌صورت متوازن در سطح شبكه توزيع شود. در اين پايان¬نامه با ارائه¬ي يك مسيريابي دو مرحله‌اي پيشنهادي با استفاده از گره‌ي مياني، در رسيدن به اين هدف راه حلي عملي ارائه مي¬دهيم. با انتخاب محل اين گره‌هاي مياني در نواحي كمربندي شبكه، مسيريابي، با دور زدن گره‌هاي مسدود كه معمولاً در نقاط مياني شبكه قرار دارند، در دو مرحله انجام مي‌گيرد. بااينكه بسته‌ها، خانه‌هاي بيشتري را در رسيدن به مقصد طي مي‌كنند اما انتخاب گره‌هاي موجود در ناحيه‌ي كمربندي، باعث مي‌شود كه توزيع دما و ترافيك در شبكه از گره‌هاي مياني به گره‌هاي جانبي انتقال داده شود. همچنين با افزايش تعداد مسيرهاي ابتدا-عرضي در شبكه، از انباشته شدن ترافيك و دما در لايه‌هاي پاييني شبكه جلوگيري مي‏شود كه اين عمل منجر به افرايش گذردهي در شبكه مي‌شود. همچنين با كاهش تعداد گره‌هاي فوق داغ در شبكه به ميزان 39%، كاهش واريانس دماي شبكه به ميزان 57%، به توزيع متوازن‌تر دما در شبكه دست مي‌يابيم. واژه‌هاي كليدي: شبكه بر تراشه، مسيريابي مبتني بر دما، توزيع دما، مسيرياب

1397/03/06

An approach for thermal routing in network on-chip

5/27/2018 12:00:00 AM

Thermal issue is one of the hardest challenges to face in 3D ICs. This issue takes on an added importance in NoC. As the packets are being routed in network, temperature rises, which in turn leads to emerge of hotspot nodes and performance degradation. Hence, a strategy to address this problem needs to be devised. Our main goal would be to transfer heat and traffic distribution as evenly as possible in order to balance traffic and achieve high throughput. In this paper, a routing (TTDR) to balance the temperature distribution throughout the network and reduce the number of hotspot nodes is proposed. It is done by routing packets via an intermediate node between source and destination. The location of this intermediate node is selected in a way that the traffic and heat distribution is transferred from center nodes to the marginal nodes. Results are achieved from AccessNoxim simulator. The experimental results suggest that the proposed routing algorithm decreases the number of overheated routers by 39% and decrease thermal variance by 57% and increases throughput by 50% in some cases. Keywords: Intermediate node, Thermal routing, Heat distribution, 3D NoC.