ترجمه مقاله رایگان با عنوان A buffer-sizing Algorithm for Networks on Chip using TDMA and credit-based end-to-end Flow Control (الگوریتم اندازه گیری بافر برای شبکه ها در تراشه با استفاده از TDMA و کنترل جریان پایان به پایان اعتباری)

مقاله رایگان با عنوان A buffer-sizing Algorithm for Networks on Chip using TDMA and credit-based end-to-end Flow Control را “” از اینجا دانلود کنید“”

عنوان مقاله به فارسی : الگوریتم اندازه گیری بافر برای شبکه ها در تراشه با استفاده از TDMA و کنترل جریان پایان به پایان اعتباری

پشتیبانی : دارد . در صورت بروز هرگونه مشکل با شماره تلفن 09367938018 در واتس آپ یا تلگرام یا 09191732587 و یا آی دی تلگرام research_moghimi@ تماس حاصل فرمایید.

کیفیت محصول :عالی

قیمت : رایگان

به منظور دانلود فایل ورد مقاله میتوانید از دکمه سبز رنگ سمت چپ صفحه استفاده کنید.

کاربر محترم توجه داشته باشید که ترجمه یار با صرف هزینه های زیاد تلاش کرده تا این مقاله را به رایگان در اختیار خواننده محترم قرار دهد. پس خواهش مندیم با خرید این محصول با قیمت بسیار کم ما را در جهت ادامه دار کردن این مسیر یاری کنید.

ترجمه کامل محصول:

الگوریتم اندازه بندی بافر برای شبکه های روی تراشه با استفاده از TDMA و کنترل جریان انتها به انتها بر اساس اعتبار

چکیده

هنگام طراحی یک سیستم بر روی تراشه (SOC) با استفاده از یک شبکه بر روی تراشه (NOC) ، سطح سیلیکون  و مصرف توان، دو عنصر کلیدی برای بهینه سازی می باشند. بخش غالب سطح NoC و مصرف توان ناشی از بافرها واسطه های شبکه (NIS) می باشد که برای جداسازی محاسبات از ارتباطات مورد نیاز هستند. چنین جداسازی، مانع از به تاخیر انداختن بلوک های IP با توجه به اتصال های ارتباطی می شود. اندازه این بافرها به خصوص در سیستم های زمان واقعی مهم است، همانطور که آنها باید به اندازه کافی برای به دست آوردن عملکرد قابل پیش بینی بزرگ باشند. برای اطمینان از اینکه بافرها سر ریز نمی کنند. کنترل جریان انتها به انتها مورد نیاز است. این شکل از کنترل جریان انتها به انتهای مورد استفاده در  NOCها، کنترل جریان مبتنی بر اعتبار است. این شکل، الزامات اضافی برای اندازه بافر قرار می دهد، چرا که تاخیر در کنترل جریان باید در نظر گرفته شود. در این کار، ما یک الگوریتم برای پیدا کردن حداقل اندازه بافر جداسازی را برای NoC با استفاده از TDMA و کنترل جریان انتها به انتها مبتنی بر اعتبار، تحت محدودیت های عملکرد در برنامه های کاربردی در حال اجرا در SOC ارائه می دهیم. آزمایشات ما نشان می دهد که زمانی که با روش های مدرن اندازه بندی بافر مقایسه می شود. روش ما به کاهش 84% از کل سطح بافر NoC منجر می شود. علاوه بر این، روش ما دارای پیچیدگی زمان اجرای کم، تولید نتایج در اندازه دقیقه برای آزمایش های ما، فعال نمودن چرخه های طراحی سریع برای طراحی های SOC بزرگ است. در نهایت، روش ما می تواند برای موارد استفاده متعدد در حال اجرا در همان SOC در نظر گرفته شود.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

دسته بندی ها و توصیفات موضوع : B.4.3 ورودی/خروجی و ارتباطات داده ها : ارتباطات داخلی

شرایط عمومی : الگوریتم ها ، تایید

واژه های کلیدی: سیستم بر روی تراشه، شبکه بر روی تراشه، سطح، بافرها

1 .مقدمه

برای مقابله موثر با افزایش پیچیدگی طراحی SOC ها، معماری محاسبات باید از معماری ارتباطات [16] جدا شود. با چنین جداسازی، معماری محاسبات و ارتباطات را می توان به طور مستقل طراحی نمود که در نتیجه تمامی مراحل طراحی را تسریع می کند و از این رو زمانی برای بازاریابی  SoCها را نیز کاهش می دهد. NOCها می توانند چنین جداسازی را با بافرهای جداسازی بین بلوک های محاسباتی و بلوک های ارتباطی ارائه دهند و در نتیجه تفاوت ها بین سرعت عمل و تسریع هسته ها و NoC را مخفی نمایند. این کار به هسته اجازه می دهد تا تبادلات خود را بدون توجه به وجود یا تاثیر یک اتصال داخلی اجرا نماید. به عنوان مثال، در صورتی که NoC  مشغول هسته دیگری باشد، آنها نمی خواهند در کار آنها تاخیر ایجاد شود.

روش ها برای یافتن حداقل اندازه بافر جداسازی NoC برای مجموعه ای از برنامه های کاربردی که بر روی SOC  اجرا می شوند، به دو دلیل یک مسئله مهم است. نخست، بافر جداسازی مقدار قابل توجهی از سطح NoC و انرژی را می گیرد و در نتیجه یافتن حداقل نیازهای بافرینگ، کلیدی را برای دستیابی به یک پیاده سازی کارآمد NoC است. دوم، برای رفتار سیستم قابل پیش بینی، ما نیاز به محاسبه حداقل بافرینگ داریم که هنوز الزامات این کاربرد را برآورده سازد.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

علاوه بر این، برخی از NOCها مکانیزم های کنترل جریان انتها به انتهای مبتنی بر اعتبار را برای ارائه عملکرد تضمین شده سیستم و حذف بن بست های وابسته به پیام در سیستم به کار می گیرند [1]. در این مورد، بافرینگ اضافی برای مخفی کردن زمان تاخیر انتها به انتها برای مکانیزم کنترل جریان و ارائه عملکرد عملیاتی کامل مورد نیاز است. اگر بافرها خیلی کوچک باشند، آنگاه توان عملیاتی و تاخیر تاثیر پذیر می شوند و هیچ تضمینی انتها به انتها را می توان ارائه داد.ترجمه توسط ترجمه یار

در این مقاله ما به مشکل محاسبه حداقل اندازه بافرهای جداسازی NoC می پردازیم. ما یک روش طراحی نرم افزار خاص را برای تعیین حداقل اندازه های بافر برای اتصالات توان تضمین شده (GT) از معماری NoC Athereal ارائه می دهیم [15]. ما رفتار ترافیک نرم افزار و رفتار شبکه را برای تعیین مرزهای دقیق آن بر روی اندازه بندی بافر مدلسازی می نماییم. در روش ما، ما همچنین الزامات بافرینگ را ناشی از استفاده از کنترل جریان آنها به انتها بر اساس اعتبار در نظر می گیریم. ما روش خود را برای چندین طرح SoC اعمال می نماییم که نشان می دهد که

روش پیشنهادی منجر به کاهش زیادی در سطح کلی بافر NoC (%84 به طور متوسط) و مصرف توان در مقایسه با روش تحلیلی می شود. روش ما دارای پیچیدگی زمان اجرا کم می شود و بنابراین به طرح SOC پیچیده قابل اجرا است. این روش را می توان برای طرح های با موارد استفاده متعدد، با در نظر گرفتن حداکثر اندازه بافر مورد نیاز بیش از همه مورد استفاده برای هر بافر استفاده شود. نهایتا، این روش نیز در جریان طراحی کاملا اتوماتیک یکپارچه می شود که چرخه های طراحی سریع روی یک طراحی SOC فعال می سازد. اگر چه روش الگوریتمی که برای معماری Athereal  ارائه شده است، می تواند برای هر NoC اعمال شود که برای آن رفتار هر دو هسته های IP و شبکه های دوره ای است، مانند [aSoc [ 5 ] and Nostrum[6.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

به طور سنتی، روش های مبتنی بر شبیه سازی (یا ردیابی) مانند [12] برای محاسبه الزامات بافر در سیستم استفاده می شوند. در حالی که آنها مرز مطلوب را برای ردیابی معین ارائه می دهند. هیچ تضمینی وجود ندارد که اندازه های بافر نتیجه گرفته شده، آثار مختلف را برآورده خواهد ساخت. از این رو، آنها نمی توانند برای ساخت سیستم های قابل پیش بینی استفاده شوند. روشهای تحلیل برای اندازه گیری بافرها بر اساس رفتار دوره ای محدود، شناخته شده است مانند آنهایی که در [3,2] ارائه شده است. این روش ها معمولا بیش از حد بدبینانه هستند و می توانند به بافرهای بزرگتر نسبت به بافرهای مورد نیاز برای طراحی منجر شوند. ما این کمیت را در بخش 5 تعیین می کنیم. رویکردهای تصادفی بر اساس تئوری صف بندی در [7] نشان داده شده اند. چنین مدل های تصادفی می توانند مشخصات ترافیک واقعی کاربرد را تخمین بزنند و از اینرو رفتار سیستم نمی تواند تضمین شود.

یک نظریه ریاضی کلی، برای مدل سازی رفتار شبکه به طور کلی [8]، ایجاد شده است. این نظریه، مرزهای محاسبات در تاخیر و ارتباط پشتیبان مربوط در شبکه را اجازه می دهد. پایه های رویکرد الگوریتمی پیشنهاد شده برای اندازه بندی بافر، بر اساس مدل های حساب دیفرانسیل و انتگرال شبکه هستند.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

نمودارهای جریان داده ها همزمان (SDF) برای مدلسازی پردازش سیگنال و برنامه های کاربردی چند رسانه ای توسط چند محقق ارائه شده است [9]. استفاده از مدل های SDF برای به حداقل رساندن الزامات بافرینگ پردازنده ها در [10] ارائه شده است. استفاده از SDFها برای مدلسازی   NOcها در [11] ارائه شده است. با این حال مدل های SDF یک تولید و مصرف داده یکنواخت را برای محاسبه الزامات بافرینگ فرض می کند. در NOCهایی که که ارائه دهده تضمین توان عملیاتی هستند، شیارهای TDMA اختصاص داده شده به یک جریان ترافیک نباید به طور یکسان در طول زمان گسترش یابند. بنابراین، مثال های SDF نمی تواند شبکه را در جزئیاتی که در اینجا نشان داده شده است مدلسازی نمایند و از این رو نتایج به دست آمده کمتر مطلوب هستند.ترجمه توسط ترجمه یار

Æthereal NOC .2

معماری Ethereal NOC از اندیشه ارتباط برای ارائه جریان های ارتباطی بین IP و هسته ها استفاده می کند. [15] چنین ارتباطاتی به منظور تخصیص منابع مانند شیارهای TDMA و بافرها برای رفتار زمان واقعی نیاز می شوند. یک ارتباط شامل دو کانال می شود، یک کانال ارسال و یک کانال معکوس (شکل 1 را ببینید). در کانال مستقیم، درخواست ها ممکن است از یک پایه به پیرو فرستاده شوند و در کانال معکوس، یک پاسخ می تواند فرستاده شود (در صورت یک معامله خواندن به عنوان مثال). در نتیجه در کانال مستقیم، پایه تولید کننده و پیرو، یک مصرف کننده است؛ در کانال معکوس، این نقش ها عوض مي شود.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

هر اتصال دارای چهار بافر در واسطه های شبکه (NI ها) برای اتصال هسته های IP به شبکه است: F,Mβ و F,Mβ که نشان دهنده بافرها در پایه و NIهای پیرو برای کانال مستقیم است و R,Mβ , R,Sβ  برای کانال معکوس. بافرها در NI  باید تفاوت ها در سرعت عامل و اندازه های پشت سر هم بین هسته های IP و NoC را جبران کنند. دلیل اینکه هر اتصال دارای صف خود است اینست که اگر ارتباطات یک صف واحد را به اشتراک بگذارند، وابستگی بین این ارتباط بوجود می آیند. اگر در یکی از اتصال ها، داده ها مصرف نشوند، اتصالات دیگر را مسدود می کند که به نوبه خود الزامات زمانی برآورده نمی شود و یا حتی به بن بست منجر می شود .[1]

NoC توان عملیاتی فراهم می کنند و زمان تاخیر های با استفاده از   TDMA [14] تضمین می شود. این کار با استفاده از جداول حافظه در NIها پیاده سازی می شود که در آن هر حافظه نشان دهنده مقدار مساوی از زمان است. سپس هر اتصال، تعدادی از حافظه ها را برای مطابقت با پهنای باند آن و زمان تاخیر مورد نیاز اختصاص می دهد [4] . در هر حافظه، تعداد ثابتی از کلمات می تواند به شبکه فرستاده شود. کلمه اول همیشه یک هدر بسته است، مگر اینکه حافظه قبلی ارسال شده توسط اتصال همان اشغال شده باشد .

هنگامی که داده ها، NI  را ترک می کنند،NoC  ، یک مسیر عاری از مباحثه را به هدف NI [14]  تضمین می کند. این مورد توسط رزرو حافظه های زمانی همتراز شده برای هر لینک مسیریاب به دست می آید. محاسبه حافظه ها و مسیرهای عاری از بحث مربوطه از طریق شبکه مسیریاب در حال حاضر در زمان طراحی انجام می شود .[4] داشتن یک راه بدون مشاجره منجر به حداقل بافرها در مسیریاب ها می شود، چرا که هیچ بسته ای همیشه باید منتظر بماند. هر چند لازم است که داده ها از مسیریاب ها توسط NIها پذیرفته شوند، در غیر این صورت، اگر مصرف کننده کند باشد است و یا هرگز پاسخ ندهد، بافرهای NI پر می شوند و در نهایت به شبکه ریخته می شوند. این کار مسیریابی عاری از بحث را می شکند و تضمین می شود.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

به منظور جلوگیری از این مورد،  Athereal NoC کنترل جریان انتها به انتها را با استفاده از یک مکانیزم مبتنی بر اعتبار به کار گیری می کند [17]. شمارنده های محلی درNI، مقدار فضا را در بافرهای NIهای از راه دور برای هر اتصال پیگیری می نماید. هر گاه یک کلمه NI را ترک می کند، شمارنده یک واحد کم می کند. اگر شمارنده به صفر برسد، NI  مجاز به ارسال داده ها به شبکه نمی باشد. هر گاه یک کلمه در NI مصرف کننده مصرف شود، اعتبار تولید می شود و بر روی شبکه ارسال می شود وقتی که یک حافظه زمانی برای اتصال در دسترس است.ترجمه توسط ترجمه یار

از آنجا که اعتبارها بلافاصله نمی رسند، یک تولید کننده بلافاصله نمی داند که چه زمان داده های آن مصرف می شوند. برای جلوگیری از به تاخیر انداختن تولید کننده اگر اعتبار NI تمام شود، ما باید برای کنترل جریان انتها به انتها را در محاسبه بافر خود نیز به حساب آوریم. این روی محاسبات بافرینگ کانال مستقیم و معکوس تاثیر می گذارد. در کانال مستقیم، اعتبارات کنترل جریان برای کانال های معکوس فرستاده می شوند. در کانال معکوس، اعتبارات کنترل جریان برای کانال مستقیم فرستاده می شوند.

اعتبار کنترل جریان در هدر بسته اطلاعاتی [14] ارسال می شود. در نتیجه، پهنای باند بار موجود مستقل از پهنای باند اعتبار است. در عرض یک اتصال، کانال مستقیم و معکوس نیز می تواند به طور مستقل از یکدیگر محاسبه شوند. در نهایت، هر اتصال دارای بافر خود در NIS است؛ اتصالات دیگر نمی توانند دخالت کند؛ و ما می توانیم به هر اتصال به صورت جدا با توجه به اندازه بافر در NI  نگاه کنیم. نتیجه این، استقلال در ترکیبات است؛”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

اتصالات می توانند بدون تأثیر بر دیگری حذف و افزوده شوند و باعث تایید آسانتر می شوند و تضمین های زمان واقعی می تواند به آسانی حفظ شود. این کار الگوریتم های اضافه نمودن و ساده تر مانند الگوریتم بافرینگ توصيف شده در این مقاله را میسر می سازد که می تواند الزامات باقرینگ را برای هر اتصال به صورت مجزا توصیف نماید.

ما الگوریتم اندازه بندی بافر را برای کانال های مستقیم و معکوس توصیف می نماییم. قبل از این، ما باید رفتار برنامه را مشخص نماییم.ترجمه توسط ترجمه یار

3. رفتار برنامه

به منظور محاسبه اندازه بافرهای جداسازی در NI، ما باید رفتار برنامه هسته های IP را مشخص نماییم. ما سه نوع الگوی تولید را برای هسته های IP در نظر می گیریم. اولا، الگوی تولید دوره ای که در آن تولید کننده، سلسله ای با اندازه ثابت در همان زمان در هر دوره تولید می شود. مثالی از الگوی دوره ای تولید کننده با اندازه سلسله Di و دوره Ti در سمت چپ در شکل 2 نشان داده شده است.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

ثانيا، الگوی تولید غیر دوره ای که در آن تولید کننده، سلسله ای با اندازه ثابت را تولید می کند، اما این ساله ها می توانند در هر جایی در این دوره ظاهر شوند. چنین مدلی، مشخصه کاربردها با عدم قطعیت حدودی در زمانی است که در آن سلسله ها تولید می شوند. بیشتر الگوهای ترافیک از برنامه های پردازش ویدئو دوره ای و سلسله وار هستند [13] و می توانند توسط الگوهای تولید غیر دوره ای با دوره ای مدلسازی شوند. مثالی از الگوی تولید در سمت راست در شکل 2 نشان داده شده است.

نهايتا، الگوی تولید چند دوره ای که در آن یک تولید کننده، چندین سلسله را تولید می کند، با اندازه های سلسله متفاوت و زمان بین سلسله ها. به عنوان مثال، در سیستم های نمایش ویدئو که سلسله های داده ها برای هر خط  اسکن افقی دارای اندازه سلسله ثابت هستند، با یک دوره خالی ثابت بین دو خط اسكن. هرچند، بعد از مجموعه کامل از اسکن های افقی، یک دوره خالی بزرگتر برای اسکن عمودی وجود دارد.

حتی اگر یک رفتار تولید کننده خاص با یکی از این سه نوع تولید متناسب نباشد، چندین روش را می توان استفاده کرد تا آن را به یکی از آنها تبدیل کند. مشخصات بدترین حالت می تواند برای محاسبه اندازه دوره و سلسله مورد استفاده قرار می گیرد که به عنوان مثال از تخمین های تحلیلی و یا از چند اجرای تجربی از برنامه به دست می آید.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

4.محاسبه اندازه های بافر NI

به منظور محاسبه اندازه های بافر در NIها، ما می خواهیم حداکثر اختلاف بین تعداد کلمات تولید شده و تعداد کلمات مصرف شده را در هر نقطه ای از زمان محاسبه نماییم. ما ابتدا مشکل اندازه بار را برای تولید کننده و مصرف کننده به طور کلی توضیح می دهیم.ترجمه توسط ترجمه یار

ما دو ورودی و خروجی ارایه را برای ارائه الگوهای تولید یک تولید کننده و مصرف کننده معرفی می نماییم که در آن:

تعريف [1 Input [t دارای مقدار 1 است اگر تولید کننده یک مقدار را در زمانt  تولید نماید، در غیر این صورت دارای مقدار 0 است.

تعريف [2 Output [t دارای مقدار 1 است اگر مصرف کننده حاضر به مصرف دقیق یک مقدار در زمان t  باشد. درغیر اینصورت دارای مقدار 0 است.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

توجه کنید که خروجی، موجودیت مصرف کننده برای حذف داده ها از بافر توصیف می کند. بافر شامل داده ها است یا می تواند خالی باشد. ما input.t را به عنوان تعداد ایتم های داده تولید شده در [0.t) تعریف می نماییم:

به طور مشابه، ما Output.t را برای نشان دادن تعداد آیتم های داده مصرف شده در بازه [0.t) تعریف می نماییم. به یاد داشته باشید که ارایه خروجی تنها نشان دهنده اینست که آیا مصرف کننده برای مصرف یک مقدار آماده است، نه مقداری که واقعا مصرف می شود، زیرا وابسته به موجودیت داده ها در بافر است. برای تطبیق تعریف output. t با خروجی آرایه، ما باید شرط اضافی را برای کنترل این مورد بگنجانیم که آیا داده هایی در حال حاضر در بافر وجود دارد. داده ها در نقطه زمانی j در دسترس است، زمانی که تعداد کلمات تولید شده در بازه (0,j] از کلمات مصرف شده در بازه 0..j)] بیشتر می شود،

با استفاده از معادله (1) و معادله (2)، مشخصات اندازه بافر مینیمم مورد نیاز، ماکزیمم تفاوت بین تعداد کلمات تولید شده و مصرف شده در بازه با طول T است:”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

برای محاسبه این، آثار تولید کننده و مصرف کننده برای یک بازه ی زمانی می تواند برای محاسبه اندازه بار مورد نیاز در آن بازه مورد استفاده قرار گیرد. البته هیچ تضمینی وجود ندارد که یک مقدار به دست آمده از یک اثر، اثری از هر گونه دیگر را برآورده سازد و اینکه بافر به اندازه کافی بزرگ برای هر گونه اطلاعات تولید شده در خارج از بازه  بزرگ باشد. در بخش بعدی ما نشان می دهیم که چگونه داشتن تولید کننده دوره ای و رفتار مصرف کننده به اجازه  می دهد تا الزامات بافر را برای یک مقدار بینهایت زمان محاسبه نماییم.ترجمه توسط ترجمه یار

در بخش بعدی، ما برای اولین بار محاسبه برای بافرهای NI متصل به IPهای تولید کننده را در نظر می گیریم. در اینجا IP ها، تولید کننده و NoC ، مصرف کننده است. سپس، ما به بافرهایNI  متصل به IP های مصرف کننده نگاه خواهیم کرد، که در آن NoC تولید کننده و IP ها مصرف کننده هستند. در هر دو مورد ما تنها الگوی تولید دوره ای را در نظر می گیریم. در بخش 4.3 ما نشان می دهیم که چگونه گسترش الگوریتم به الگوهای دیگر صورت میگیرد.

4.1 محاسبه بافر NI تولید کننده

زمانی در نظر گرفت بافرینگNI  تولید کننده برای یک ارتباط، ما نیاز به محاسبه اندازه بافر اصلی مستقیم F,Mβ  برای پایه ای داریم که در خواست ها روی کانال مستقیم تولید می کند و اندازه بافر پیرو معکوس R,Sβ برای پیرو که داده های پاسخ را روی کانال معکوس تولید می کند. در زیر، ما تنها کانال مستقیم را بررسی می کنیم، زیرا همین الگوریتم برای کانال معکوس استفاده می شود.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

الگوریتم برای محاسبه الزامات بافر NI تولید کننده، یک پیاده سازی ساده از معادله (3) که در آن دو متغیر آرایه IP ) PIP  تولید کننده)

و NI ) PNI تولید کننده) برای ضبط الگوهای ورودی/ خروجی IP و NI استفاده می شوند و دو متغیر در حال اجرای IPprod و NoCCons برای ذخیره تعداد کل کلمات تولید شده توسط IP و مصرف شده توسط NoC به ترتیب استفاده می شوند که منعکس کننده سمت چپ معادلات (1) و (2) به ترتیب می باشد. ما بافر مصرف کننده NI را در همان الگوریتم محاسبه می نماییم که جزئیات آن در بخش بعدی توضیح داده شده است. ما متغیرها را در شکل 3 تصویری نموده ایم که در آن IPها و NIها نشان داده اند. متغیرهای شمارنده مانند NoCCons , IPProd توسط کادرهای مربعی نشان داده می شوند، در حالی که متغیرهای آرایه ها در IPها و NIها با براکت در پشت سر آنها نشان داده شده اند.ترجمه توسط ترجمه یار

Ti را دوره بلوک IP تولید کننده داده ها در نظر بگیرید. مصرف کننده در این مورد، NI متصل به IP تولید کننده. ” NI تولید کننده ” است، به علت جدول حافظه، NI تولید کننده نیز دوره ای با یک دوره از To، برابر با تعداد حافظه ها ضرب در مدت زمان یک حافظه است. علاوه بر این در هر دوره، IP تولید کننده و NI تولید کننده، تعداد ثابتی از کلمات، Di و Do را به ترتیب مصرف / تولید می کنند. Di مربوط به سلسله تولید کننده و Do برابر با تعداد کل کلمات اختصاص داده شده برای اتصال در یک چرخش جدول حافظه است.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

با استفاده از این اطلاعات، ما می توانیم آرایه های( ‘PIP’  (IP تولید کننده و( ‘PNI’ (NI تولید کننده را پر کنیم. به علت تناوب، آرایه ها باید تنها تا زمان دوره های مربوطه خود وجود دارند. ارایه PIP به شرح زیر برای تولید کننده های دوره ای ساخته می شود:

ارايه PNI، مطابق با تخصيص جدول حافظه شناخته شده برای NI متناظر ساخته می شود:

اگر مصرف کننده حاضر به مصرف در زمان t باشد؛

در غیر اینصورت .

همانطور که در بخش 4 ذکر شد، لازم نیست ما نباید شبیه سازی را برای یک دوره زمانی نامحدود برای محاسبه حداکثر انجام دهیم، به دلیل اینکه رفتار تولید کننده و مصرف کننده تناوبی است. مشاهده بسیار مهم اینست که رفتار در فواصل دوره ای به خودی خود پس از مضرب مشترک (LCM) دو دوره تکرار می شود. این ما را به محاسبه حداقل مضرب مشترک, To , Ti  Tlcm هدایت می کند. بعد از TIcm، تولید کننده و مصرف کننده دوباره همتراز می شود و این الگو به خودی خود تکرار می شود.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

ما در حال حاضر الگوریتم 1 را برای محاسبه الزامات بافر تولید کننده ارائه می دهیم. خطوط 1 تا 7 مقداردهی اولیه است. توجه داشته باشید که در خط 1 ما باید دوره مصرف کننده را در محاسبه LCM در زمان در نظر گرفتن بافرینگ NI مصرف کننده در بخش بعدی اتخاذ نماییم. خط 8 نشان دهنده حلقه زمانی است که دارای lcm تکرار است تا ماکزیمم تفاوت بین تولید کننده و مصرف کننده در بازه زمانی ( ..lsm0] محاسبه شود. در خط 9، تعداد کلمات تولید شده تا زمان n توسط اضافه نمودن PIP[n%Ti] به IPProd به بروز رسانی می شود.

خط 10 کنترل می کند که در حال حاضر کلماتی در بافر NI تولید کننده وجود دارد یا خیر. اگر وجود داشته باشد، در خط 11، متغير NoCCons توسط اضافه نمودن PNI [n%T0] به روزسازی می شود (که در صورتی 1 است که NI بتواند داده ها را در آن نقطه ارسال کنند و در غیر اینصورت صفر است). در خط 12 متغیر NoArriving برای نشان دادن این مورد که یک کلمه داده به زمان مصرف کننده Tfwd NI  (زمانی که برای عبور از شبکه طول می کشد) از حال حاضر خواهد رسید یا خیر، به روزسازی می شود. این متغیر برای ضبط الگوی تولید در NI مصرف کننده استفاده می شود و با جزئیات بیشتر در بخش بعدی توضیح داده خواهد شد. نهایتا در خط 14 ما می بینیم که اگر تفاوت کنونی بین تعداد کلمات تولید شده و تعداد کلمات مصرف شده بزرگتر از ماکزیمم کنونی باشد، و اگر ما آن را در خط 15 جایگزین نماییم. خطوط 17 تا 29 برای محاسبه بافر NI مصرف کننده استفاده می شوند و در بخش بعدی توضیح داده خواهند شد.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

الگورییم 1، الزامات بافر را در NIهای تولید کننده و مصرف کننده برای یک تولید کننده و مصرف کننده دوره ای محاسبه مي کند.

توجه کنید که محاسبه IPProd تنها وابسته به خود تولید کننده است اما تعداد كلمات واقعا مصرف شده (NoCConها) نیز وابسته به موجودیت اعتبارهای کنترل جریان است. ما با کنترل جریان در بافرینگ NI مصرف کننده سرو کار داریم و مطمئن می شویم که بافر NI مصرف کننده ( و از اینرو اعتبارهای کافی برای NI تولید کننده در دسترس هستند) برای حفظ توان عملیاتی مورد نیاز به اندازه کافی بزرگ است.ترجمه توسط ترجمه یار

4.2 بافرینگ NI مصرف کننده

زمانی که داده ها ازNI  تولید کننده فرستاده می شود. بعد از زمان Tfwd به NI مصرف کننده می رسد. با فرض می کنیم که مي توانیم رفتار مصرف کننده را مشابه با رفتار تولید کننده مشخص نماییم: مصرف کننده با دورهTc  متناوب است و سلسله هایی با اندازه DC را در آغاز هر دوره TC مصرف می کند. با این اطلاعات را در CIP آرایه ذخیره می نماییم. تعداد کل کلمات تولید شده و مصرف شده توسط IN , IP به ترتیب در NoCProd و IPCons ذخیره می شوند. هنگامی که مصرف کننده داده ها را مصرف می کند. یک اعتبار را به صورت نشان داده شده در شكل 3 تولید می کند. اعتبارات به اولین حافظه ارسال می شوند که برای اتصال در NI مصرف کننده در دسترس است (جدول حافظه مصرف کننده NI در آرايه .(CNI هر زمان که اعتبار فرستاده می شود. آنها هنوز ثابت TRev تاخیر شبکه را قبل از اینکه NI تولید کننده آنها را دریافت کند، اتخاذ می کنند و تعداد کل اعتبار دریافت شده در یک متغير CreditsReceived ذخیره می شود. از این رو NI تولید کننده، اعتبارات را به محض اینکه داده ها مصرف می شوند دریافت نمی کند بلکه تنها پس از تاخیر، و در عین حال یک سلسله جدیدی از داده های تولید می تواند دریافت شود. از آنجا که در بافرینگ NI تولید کننده ها فرض کردیم که اعتبارات به اندازه کافی در دسترس ( به منظور اجتناب از اصطبل) هستند، باید مطمئن شویم که بافر NI مصرف کننده برای دريافت كلمات اضافی از داده ها به اندازه کافی بزرگ است در حالی که اعتبارها در راه هستند. این ما را به محاسبه حداکثر اختلاف بین تعداد کلمات تولید شده توسط شبکه و تعداد اعتبارهای دریافت شده توسط تولید کننده NI (به جای استفاده از تعداد کلمات مصرف شده توسط مصرف کننده) هدایت می کند.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

خطوط 29-17 از الگوریتم 1 برای محاسبه اندازه مورد نیاز بافر مصرف کنندهNI  استفاده می شوند. خط 17 برای به روز رسانی متغير NoCProd برای منعکس کردن تعداد کلماتی است که شبکه تا زمان t ، با اضافه کردن متغير [ NoCArriving [ N به آن تولید کرده است. این متغیر زمانی برابر 1 تنظیم می شود که تولید کننده NI یک زمان كلمه Tfwd را زودتر در خط 12 تولید می کند. در خط 18 پر کردن کنوني بافر مصرف کننده NI تعمیین می شود. اگر این تفاوت بزرگتر از صفر باشد، [ CIP[n%Tc به IPCons در خط 19 اضافه می شود. (نشان می دهد که آیا مصرف کننده IP در زمان n مصرف می کنند یا خیر) به منظور مدلسازی مکانیزم اعتبار. ما [CIP[n%Tc را به متغير اعتبار اضافه می کنیم که به طور موثر یک اعتبار را می افزاید هر زمان که مصرف کننده یک کلمه را مصرف می کند اعتبارات به NI تولید کننده فرستاده می شوند، هر زمان که یک حافظه در دسترس وجود دارد که در خط 22 کنترل می شود. اگر یک حافظه در دسترس باشد. در خط 23 آرایه CreditArriving برای منعکس نمودن رسیدن یک اعتبار در NI تولید کننده در زمان n + TRev  به روزرسانی می شود. خط 24 شمارنده اعتبار را بعد از اینکه اعتبارها فرستاده می شوند، ریست می کند. در خط 26 تعداد اعتباراتی که ناشی از رسیدن به NI تولید کننده هستند، به متغير CreditRecieved اضافه می شوند. نهایتا، تفاوت بین تعداد کلمات تولید شده توسط شبکه و تعداد اعتبارات دریافت شده محله می شود و ماکزیمم ذخیره می شود.ترجمه توسط ترجمه یار

در بخش 2 ما فکر کردیم که در هر حافظه، یک هدر بسته باید قبل از هر داده فرستاده شود، مگر اینکه یک اتصال، حافظه قبلی را اعطا کند. ما همچنین ذکر نمودیم که اعتبارات کنترل جریان در بخش رزرو شده هدر بسته با اندازه 5 بیت ذخیره می شوند [14] که تنها ماکزیمم 32 اعتبار را برای فرستاده شدن در هر حافظه مجاز می سازد. در حالیکه در الگوریتم 1 برای سادگی نشان داده نشده است، این موضوعات در پیاده سازی با در نظر گرفته می شوند.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

تولید کننده NoC و رفتار دوره ای مصرف کننده نباید همراستا باشند. بنابراین ما دو تا از سه آرایه ورودی را جابجا می نماییم و دوباره الگوریتم را برای هر ترکیب اجرا می کنیم. بنابراین اندازه مینميمم بافر را برای تمام همراستایی های ممکن بازه های دوره ای محاسبه می نماییم. بنابراین پیچیدگی زمانی این الگوریتم، و بنابراین چند جمله ای است.

4.3 دیگر الگوهای تولید

در بخش 3 ما دو الگوی تولید دیگر را ذکر نمودیم،

الگوی تولید غیر دوره ای و الگوی تولید چند دوره اي. هر دوی آنها، به اسانی می توانند در الگوریتم ارائه شده گنجانده شوند. برای الگوی غیردوره ای، ما بدترین موردی که می تواند رخ دهد را در نظر می گیریم: در هر بازه زمانی با طول 2 دوره ( لزوما یک پنجره لغزشی)، ماکزیمم به سه سلسله که می تواند برسد. سپس ما الگوی غیر دوره ای را به صورت دوره ای با دو برابر نمودن دوره و سلسله را به اندازه سه برابر مدلسازی می نماییم. این مورد می تواند در آرایه تولید کننده به آسانی منعکس شود. در حالیکه این مانند سوبارهای زیاد به نظر می رسد. در عمل، دوره NI کوچکتر از دوره IPها است. در مدت یک دوره از بلوک NI,IP می تواند دارای 10 دوره باشد که در آن نصف داده های زمانی مصرف می شوند، و در نتیجه نیاز به بافر بسیار کوچکتر دارد.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

برای الگوی تولید چند دوره ای، ما می توانیم بالاترین سطح را در نظر بگیریم که الگوی تولید، دوره ای است. برای سیستم نمایش ویدئوی ذکر شده در بخش 3، این دوره چارچوب خواهد بود. سپس می توانیم آرایه تولید کننده را با  طول این دوره خلق نماییم و سپس در هر سلسله با تنظیم مقادیر برابر با 1، هر زمانی که 1 كلمه از داده ها در این دوره منتقل می شود، پر نماییم.ترجمه توسط ترجمه یار

5.نتایج

ما روش توصیف شده در این مقاله را با روش تحلیلی در [2] و با شبیه سازی های برنامه ها مقایسه نمودیم. ما روش های اندازه بندی بافر را با استفاده از دو طرح مختلف SoC در محل، یک کادر SoC تنظيم شده در بالا (D1) و SoC چندرسانه ای برای تلفن ها (D2) محک زدیم. هر یک از این طرح ها شامل تعداد زیادی از هسته های IP  (10+) و تعداد زیادی از اتصالات (+20) می شود. علاوه بر این دو طرح، ما مقدار زیادی از طرح های ساختگی تقسیم شده در دو رده را تولید نمودیم:  طرح هایی با هسته IP تنگتا مانند حافظه (ی3) و طرح هایی با ارتباطات گسترده (D4) ما اندازه های بافر را برای هر یک از این طرح ها با استفاده از روش های تحلیلی و الگوریتمیک محاسبه نمودیم و آنها را با ماکزیمم پر کردن بر مشاهده شده در مدت یک شبیه ساری مقایسه نمودیم.

نتیجه در شکل 4 نشان داده شده است همانطور که دیده می شود. روش الگوریتمی بهتر از روش تحلیلی عمل می کند، به طور متوسط بافر 84 درصد کوچکتر می شود. دلیل اصلی این تفاوت بزرگ این است که روش تحلیلی ابن دوره های تولید کننده و مصرف کننده و هم ترازی خود را به حساب نمی آورد، بلکه از یک الزام بافر بدترین حالت معادل با مجموع اندازه های سلسله تولید کننده و مصرف کننده استفاده می کند.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

ماکسیمم به دست آمده در طول شبیه سازی به طور متوسط %38 کوچکتر می باشد. دلیل آن این است که شبیه سازی فقط یک اثر است، و این همترازی بدترین حالت که الگوریتم محاسبه می کند همیشه رخ نمی دهد. تکیه بر یک اثر / شبیه سازی برای بافر اندازه ممکن است به بافرهایي منجر شود که خیلی کوچک هستند. همچنین، بافر مصرف کننده اضافه شده برای مخفی کردن تاخیر کنترل جریان رفت و برگشت انتها به انتها همواره مورد استفاده قرار نمی گیرد زیرا داده ها در باقر مصرف کننده ممکن است قبل از اینکه داده های جدید برسند، مصرف شوند.ترجمه توسط ترجمه یار

شکل 5 نشان می دهد که اندازه سلسله روی اندازه بافر تاثیر می گذارد. ما 100 موارد استفاده مصنوعی را برای هر اندازه سلسله ایجاد نمودیم، و اندازه بافر را برای هر یک از آنها محاسبه نموید. شکل نشان دهنده متوسط اندازه بافر در هر اتصال برای هر دو روش تحلیلی و الگوریتم در مقایسه با حداکثر مشاهده شده در طول شبیه سازی است. هنگامی که اندازه های مسئله بسیار بزرگ (128 بایت و بیشتر) باشند، روش الگوریتمی فقط %10 به بافر مشاهده شده در طول شبیه سازی اضافه می کند. دلیل آن این است که افزایش حجم سلسله در حالی که پهنای باند حفظ می شود، دوره را نیز افزایش می دهد. نوعا در این دوره، تنها یک سلسله تک باید بافر شود و اعتبارات کنترل جریان می توانند قبل از آغاز دوره بعدی پشتیبانی شوند. زمانی که اندازه سلسله کوچک است، بافرینگ اضافی در بافر مصرف کننده برای کنترل جریان نوعا در مقایسه با الندازه سلسله بزرگ است.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

شكل 6 اندازه بافر میانگین را در هر اتصال برای هر یک از 8 مورد استفاده از SoC واحد نشان می دهد. اندازه بافر NI برای كل SoC حداکثر اندازه بافر برای همه موارد استفاده برای هر اتصال است. ستون “طراحی کامل” نتیجه را نشان میدهد. چون بافر های اتصال ممکن در موارد استفاده مختلف، بزرگترین باشد. طراحی کامل (به اندازه 27%) بزرگتر از بزرگترین مورد استفاده (uc7) است.

زمان اجرا به طور معمول در هر مرتبه چند دقیقه است، به جز زمانی که یک طرح دارای اتصالات با الزامات پهنای باند کم (کمتر از یک مگابایت / ثانیه) است. دوره های بزرگ به یک LCM بزرگ منجر می شود. بهینه سازی الگوریتم برای عمل بهتر برای چنین قابلیت اتصال، بخشی از کار در آینده است.ترجمه توسط ترجمه یار

6.نتیجه گیری ها و کار آینده

NOCهایی که خدمات تضمین شده را ارائه می دهند، برای طراحی SOC اینده با الزامات زمان واقعی ضروری هستند. به منظور ارائه این خدمات برای هسته های NOC , IP باید شامل بافرهای جداکننده تجزیه برای مخفی گردن تفاوت در سرعت عامل بین هسته IP و NoC باشد. این بافرها عامل غالب در سطح و توان NOC می باشند. به حداقل رساندن بافرها در حالی که هنوز مطابق با رفتار برنامه مورد نیاز باشد، یک مسئله مهم است.

در این مقاله ما روش طراحی جدید برای اندازه بافر جداسازی را در NIها از Ethereal Noc معرفی نمودیم. این روش از دانش مربوط به رفتار هسته های IP و Noc استفاده می کند و می تونیم سطح بافر را در طرح ها به طور متوسط تا 84% كاهش دهيم، هنگامی که با روش بدترین حالت تحلیلی مقایسه می شود. این روش همچنین اثرات پیچیده از کنترل جریان مبتنی بر اعتبار انتها به انتها را در اندازه های بافر مورد نیاز اتخاذ می کند. این روش برای همه برنامه ها، سریع در نظر گرفته می شود. و از طیف گسترده ای از رفتارهای برنامه پشتیبانی می نماید. در نهایت، این روش می تواند موارد استفاده متعدد را برای طراحی SoC تک در نظر بگیرد.”ترجمه یار، دانلود رایگان مقالات”

کار آینده شامل پژوهشی در زمینه اثر این همراستایی خوب بین هسته های IP و NoC و در نتیجه کاهش الزامات بافر می شود.

error: شما فقط اجازه مطالعه دارید
قیمت می خواهید؟ ما ارزانترین قیمت را ارائه می کنیم. کافیست فایل خود را یا از طریق منوی خدمات ترجمه => ثبت سفارش ترجمه ارسال کنید یا برای ما به آدرس research.moghimi@gmail.com ایمیل کنید یا در تلگرام و واتس آپ و حتی ایمو با شماره تلفن 09367938018 ارتباط بگیرید و ارزانترین قیمت ترجمه را از ما بخواهید
+