Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Araújo, Sílvio Roberto Fernandes de
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/17948
Resumo: It bet on the next generation of computers as architecture with multiple processors and/or multicore processors. In this sense there are challenges related to features interconnection, operating frequency, the area on chip, power dissipation, performance and programmability. The mechanism of interconnection and communication it was considered ideal for this type of architecture are the networks-on-chip, due its scalability, reusability and intrinsic parallelism. The networks-on-chip communication is accomplished by transmitting packets that carry data and instructions that represent requests and responses between the processing elements interconnected by the network. The transmission of packets is accomplished as in a pipeline between the routers in the network, from source to destination of the communication, even allowing simultaneous communications between pairs of different sources and destinations. From this fact, it is proposed to transform the entire infrastructure communication of network-on-chip, using the routing mechanisms, arbitration and storage, in a parallel processing system for high performance. In this proposal, the packages are formed by instructions and data that represent the applications, which are executed on routers as well as they are transmitted, using the pipeline and parallel communication transmissions. In contrast, traditional processors are not used, but only single cores that control the access to memory. An implementation of this idea is called IPNoSys (Integrated Processing NoC System), which has an own programming model and a routing algorithm that guarantees the execution of all instructions in the packets, preventing situations of deadlock, livelock and starvation. This architecture provides mechanisms for input and output, interruption and operating system support. As proof of concept was developed a programming environment and a simulator for this architecture in SystemC, which allows configuration of various parameters and to obtain several results to evaluate it
id UFRN_af8b5f120d18da2dcb56b444c5c362f1
oai_identifier_str oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/17948
network_acronym_str UFRN
network_name_str Repositório Institucional da UFRN
repository_id_str
spelling Araújo, Sílvio Roberto Fernandes dehttp://lattes.cnpq.br/5111916887378777http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780113E2Susin, Altamiro Amadeuhttp://lattes.cnpq.br/6766389440522985Zeferino, Cesar Albeneshttp://lattes.cnpq.br/9888386354516064Déharbe, David Boris Paulhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4768856U5Kreutz, Márcio Eduardohttp://lattes.cnpq.br/6374279398246756Silva, Ivan Saraiva2014-12-17T15:47:00Z2012-10-152014-12-17T15:47:00Z2012-03-30ARAÚJO, Sílvio Roberto Fernandes de. Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys. 2012. 210 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/17948It bet on the next generation of computers as architecture with multiple processors and/or multicore processors. In this sense there are challenges related to features interconnection, operating frequency, the area on chip, power dissipation, performance and programmability. The mechanism of interconnection and communication it was considered ideal for this type of architecture are the networks-on-chip, due its scalability, reusability and intrinsic parallelism. The networks-on-chip communication is accomplished by transmitting packets that carry data and instructions that represent requests and responses between the processing elements interconnected by the network. The transmission of packets is accomplished as in a pipeline between the routers in the network, from source to destination of the communication, even allowing simultaneous communications between pairs of different sources and destinations. From this fact, it is proposed to transform the entire infrastructure communication of network-on-chip, using the routing mechanisms, arbitration and storage, in a parallel processing system for high performance. In this proposal, the packages are formed by instructions and data that represent the applications, which are executed on routers as well as they are transmitted, using the pipeline and parallel communication transmissions. In contrast, traditional processors are not used, but only single cores that control the access to memory. An implementation of this idea is called IPNoSys (Integrated Processing NoC System), which has an own programming model and a routing algorithm that guarantees the execution of all instructions in the packets, preventing situations of deadlock, livelock and starvation. This architecture provides mechanisms for input and output, interruption and operating system support. As proof of concept was developed a programming environment and a simulator for this architecture in SystemC, which allows configuration of various parameters and to obtain several results to evaluate itAposta-se na próxima geração de computadores como sendo de arquitetura com múltiplos processadores e/ou processadores com vários núcleos. Neste sentido há desafios relacionados aos mecanismos de interconexão, frequência de operação, área ocupada em chip, potência dissipada, programabilidade e desempenho. O mecanismo de interconexão e comunicação considerado ideal para esse tipo de arquitetura são as redes em chip, pela escalabilidade, paralelismo intrínseco e reusabilidade. A comunicação nas redes em chip é realizada através da transmissão de pacotes que carregam dados e instruções que representam requisições e respostas entre os elementos processadores interligados pela rede. A transmissão desses pacotes acontece como em um pipeline entre os roteadores da rede, da origem até o destino da comunicação, permitindo inclusive comunicações simultâneas entre pares de origem e destinos diferentes. Partindo desse fato, propõese transformar toda a infraestrutura de comunicação de uma rede em chip, aproveitando os mecanismos de roteamento, arbitragem e memorização em um sistema de processamento paralelo de alto desempenho. Nessa proposta os pacotes são formados por instruções e dados que representam as aplicações, os quais são executados nos roteadores enquanto são transmitidos, aproveitando o pipeline das transmissões e a comunicação paralela. Em contrapartida, não são utilizados processadores tradicionais, mas apenas núcleos simples que controlam o acesso a memória. Uma implementação dessa ideia é a arquitetura intitulada IPNoSys (Integrated Processing NoC System), que conta com um modelo de programação próprio e um algoritmo de roteamento que garante a execução de todas as instruções presentes nos pacotes, prevenindo situações de deadlock, livelock e starvation. Essa arquitetura apresenta mecanismos de entrada e saída, interrupção e suporte ao sistema operacional. Como prova de conceito foi desenvolvido um ambiente de programação e simulação para esta arquitetura em SystemC, o qual permite a configuração de vários parâmetros da arquitetura e obtenção dos resultados para avaliação da mesmaapplication/pdfporUniversidade Federal do Rio Grande do NortePrograma de Pós-Graduação em Sistemas e ComputaçãoUFRNBRCiência da ComputaçãoMultiprocessador em chipMPSoCRedes em chipNoCAlgoritmo spiral complementSistema IPNoSysMultiprocessor on chipMPSoCNetwork-on-chipNoCSpiral complement algorithmIPNoSys systemCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOProjeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSysinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALSilvioRFA_TESE.pdfapplication/pdf5797455https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17948/1/SilvioRFA_TESE.pdf65da3be6db5be8c8185888e31c1f294cMD51TEXTSilvioRFA_TESE.pdf.txtSilvioRFA_TESE.pdf.txtExtracted texttext/plain417737https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17948/6/SilvioRFA_TESE.pdf.txtb36975d32125ac491d34e981bd6dfb99MD56THUMBNAILSilvioRFA_TESE.pdf.jpgSilvioRFA_TESE.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3842https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17948/7/SilvioRFA_TESE.pdf.jpga5d0e1a6ef20917c8734977e8c8c54e8MD57123456789/179482017-11-04 08:44:53.516oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/17948Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2017-11-04T11:44:53Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
dc.title.por.fl_str_mv Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys
title Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys
spellingShingle Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys
Araújo, Sílvio Roberto Fernandes de
Multiprocessador em chip
MPSoC
Redes em chip
NoC
Algoritmo spiral complement
Sistema IPNoSys
Multiprocessor on chip
MPSoC
Network-on-chip
NoC
Spiral complement algorithm
IPNoSys system
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
title_short Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys
title_full Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys
title_fullStr Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys
title_full_unstemmed Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys
title_sort Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys
author Araújo, Sílvio Roberto Fernandes de
author_facet Araújo, Sílvio Roberto Fernandes de
author_role author
dc.contributor.authorID.por.fl_str_mv
dc.contributor.authorLattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5111916887378777
dc.contributor.advisorID.por.fl_str_mv
dc.contributor.advisorLattes.por.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780113E2
dc.contributor.referees1.pt_BR.fl_str_mv Susin, Altamiro Amadeu
dc.contributor.referees1ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees1Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6766389440522985
dc.contributor.referees2.pt_BR.fl_str_mv Zeferino, Cesar Albenes
dc.contributor.referees2ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees2Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9888386354516064
dc.contributor.referees3.pt_BR.fl_str_mv Déharbe, David Boris Paul
dc.contributor.referees3ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees3Lattes.por.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4768856U5
dc.contributor.referees4.pt_BR.fl_str_mv Kreutz, Márcio Eduardo
dc.contributor.referees4ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees4Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6374279398246756
dc.contributor.author.fl_str_mv Araújo, Sílvio Roberto Fernandes de
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Silva, Ivan Saraiva
contributor_str_mv Silva, Ivan Saraiva
dc.subject.por.fl_str_mv Multiprocessador em chip
MPSoC
Redes em chip
NoC
Algoritmo spiral complement
Sistema IPNoSys
topic Multiprocessador em chip
MPSoC
Redes em chip
NoC
Algoritmo spiral complement
Sistema IPNoSys
Multiprocessor on chip
MPSoC
Network-on-chip
NoC
Spiral complement algorithm
IPNoSys system
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
dc.subject.eng.fl_str_mv Multiprocessor on chip
MPSoC
Network-on-chip
NoC
Spiral complement algorithm
IPNoSys system
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
description It bet on the next generation of computers as architecture with multiple processors and/or multicore processors. In this sense there are challenges related to features interconnection, operating frequency, the area on chip, power dissipation, performance and programmability. The mechanism of interconnection and communication it was considered ideal for this type of architecture are the networks-on-chip, due its scalability, reusability and intrinsic parallelism. The networks-on-chip communication is accomplished by transmitting packets that carry data and instructions that represent requests and responses between the processing elements interconnected by the network. The transmission of packets is accomplished as in a pipeline between the routers in the network, from source to destination of the communication, even allowing simultaneous communications between pairs of different sources and destinations. From this fact, it is proposed to transform the entire infrastructure communication of network-on-chip, using the routing mechanisms, arbitration and storage, in a parallel processing system for high performance. In this proposal, the packages are formed by instructions and data that represent the applications, which are executed on routers as well as they are transmitted, using the pipeline and parallel communication transmissions. In contrast, traditional processors are not used, but only single cores that control the access to memory. An implementation of this idea is called IPNoSys (Integrated Processing NoC System), which has an own programming model and a routing algorithm that guarantees the execution of all instructions in the packets, preventing situations of deadlock, livelock and starvation. This architecture provides mechanisms for input and output, interruption and operating system support. As proof of concept was developed a programming environment and a simulator for this architecture in SystemC, which allows configuration of various parameters and to obtain several results to evaluate it
publishDate 2012
dc.date.available.fl_str_mv 2012-10-15
2014-12-17T15:47:00Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2012-03-30
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2014-12-17T15:47:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv ARAÚJO, Sílvio Roberto Fernandes de. Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys. 2012. 210 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/17948
identifier_str_mv ARAÚJO, Sílvio Roberto Fernandes de. Projeto de Sistemas Integrados de Propósito Geral Baseados em Redes em Chip Expandindo as Funcionalidades dos Roteadores para Execução de Operações: A plataforma IPNoSys. 2012. 210 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012.
url https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/17948
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Sistemas e Computação
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFRN
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Ciência da Computação
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRN
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron_str UFRN
institution UFRN
reponame_str Repositório Institucional da UFRN
collection Repositório Institucional da UFRN
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17948/1/SilvioRFA_TESE.pdf
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17948/6/SilvioRFA_TESE.pdf.txt
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17948/7/SilvioRFA_TESE.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 65da3be6db5be8c8185888e31c1f294c
b36975d32125ac491d34e981bd6dfb99
a5d0e1a6ef20917c8734977e8c8c54e8
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1802117878547218432