Estudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema IPNoSys

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Araújo, Sílvio Roberto Fernandes de
Data de Publicação: 2008
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/17969
Resumo: The increase of capacity to integrate transistors permitted to develop completed systems, with several components, in single chip, they are called SoC (System-on-Chip). However, the interconnection subsystem cans influence the scalability of SoCs, like buses, or can be an ad hoc solution, like bus hierarchy. Thus, the ideal interconnection subsystem to SoCs is the Network-on-Chip (NoC). The NoCs permit to use simultaneous point-to-point channels between components and they can be reused in other projects. However, the NoCs can raise the complexity of project, the area in chip and the dissipated power. Thus, it is necessary or to modify the way how to use them or to change the development paradigm. Thus, a system based on NoC is proposed, where the applications are described through packages and performed in each router between source and destination, without traditional processors. To perform applications, independent of number of instructions and of the NoC dimensions, it was developed the spiral complement algorithm, which finds other destination until all instructions has been performed. Therefore, the objective is to study the viability of development that system, denominated IPNoSys system. In this study, it was developed a tool in SystemC, using accurate cycle, to simulate the system that performs applications, which was implemented in a package description language, also developed to this study. Through the simulation tool, several result were obtained that could be used to evaluate the system performance. The methodology used to describe the application corresponds to transform the high level application in data-flow graph that become one or more packages. This methodology was used in three applications: a counter, DCT-2D and float add. The counter was used to evaluate a deadlock solution and to perform parallel application. The DCT was used to compare to STORM platform. Finally, the float add aimed to evaluate the efficiency of the software routine to perform a unimplemented hardware instruction. The results from simulation confirm the viability of development of IPNoSys system. They showed that is possible to perform application described in packages, sequentially or parallelly, without interruptions caused by deadlock, and also showed that the execution time of IPNoSys is more efficient than the STORM platform
id UFRN_b2a61dd59b0eac20ffb1e6775745146e
oai_identifier_str oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/17969
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=K4780113E2Sousa, Fernando Rangel dehttp://lattes.cnpq.br/9092018794878372Netto, Eduardo Bráulio Wanderleyhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798543Y3Bampi, Sérgiohttp://lattes.cnpq.br/4010781324120944Silva, Ivan Saraiva2014-12-17T15:47:45Z2014-12-122014-12-17T15:47:45Z2008-04-11ARAÚJO, Sílvio Roberto Fernandes de. The study of viability of development of no processor integrated system based on network-on-chip: IPNoSys system. 2008. 87 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2008.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/17969The increase of capacity to integrate transistors permitted to develop completed systems, with several components, in single chip, they are called SoC (System-on-Chip). However, the interconnection subsystem cans influence the scalability of SoCs, like buses, or can be an ad hoc solution, like bus hierarchy. Thus, the ideal interconnection subsystem to SoCs is the Network-on-Chip (NoC). The NoCs permit to use simultaneous point-to-point channels between components and they can be reused in other projects. However, the NoCs can raise the complexity of project, the area in chip and the dissipated power. Thus, it is necessary or to modify the way how to use them or to change the development paradigm. Thus, a system based on NoC is proposed, where the applications are described through packages and performed in each router between source and destination, without traditional processors. To perform applications, independent of number of instructions and of the NoC dimensions, it was developed the spiral complement algorithm, which finds other destination until all instructions has been performed. Therefore, the objective is to study the viability of development that system, denominated IPNoSys system. In this study, it was developed a tool in SystemC, using accurate cycle, to simulate the system that performs applications, which was implemented in a package description language, also developed to this study. Through the simulation tool, several result were obtained that could be used to evaluate the system performance. The methodology used to describe the application corresponds to transform the high level application in data-flow graph that become one or more packages. This methodology was used in three applications: a counter, DCT-2D and float add. The counter was used to evaluate a deadlock solution and to perform parallel application. The DCT was used to compare to STORM platform. Finally, the float add aimed to evaluate the efficiency of the software routine to perform a unimplemented hardware instruction. The results from simulation confirm the viability of development of IPNoSys system. They showed that is possible to perform application described in packages, sequentially or parallelly, without interruptions caused by deadlock, and also showed that the execution time of IPNoSys is more efficient than the STORM platformO aumento na capacidade de integração de transistores permitiu o desenvolvimento de sistemas completos, com inúmeros componentes, dentro de um único chip, são os chamados SoCs (System-on-Chip). No entanto, o subsistema de interconexão utilizado pode limitar a escalabilidade dos SoCs, como os barramentos, ou ser uma solução ad hoc, como a hierarquia de barramentos. Desse modo, a solução ideal para interconexão no SoCs são as redes em chip ou NoCs (Network-on-Chip). As NoCs permitem múltiplas conexão ponto-a-ponto entre os componente e podem ser reusadas em projetos diversos. Entretanto, o uso de NoCs pode representar o aumento na complexidade do projeto do sistema, da área em chip e/ou potência dissipada. Dessa forma, é necessário ampliar o horizonte de utilização dos sistemas ou quebrar o paradigma do seu desenvolvimento. Assim, é proposto um sistema baseado em uma NoC, onde as aplicações são descritas em forma de pacotes e executadas de roteador em roteador durante o percurso entre origem e destino dos pacotes, sem a necessidade do uso de processadores convencionais. Para permitir a execução de aplicações, independente do número de instruções e das dimensões da rede, foi desenvolvido o algoritmo spiral complement, que permite re-rotear pacotes até que todas as instruções contidas nele sejam executadas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi estudar a viabilidade do desenvolvimento de tal sistema, denominado sistema IPNoSys. Nesse estudo, foi desenvolvida em SystemC, com precisão de ciclo, uma ferramenta para simulação do sistema, a qual permite executar aplicações implementadas na linguagem de descrição de pacotes, também desenvolvida para esse fim. Através da ferramenta podem ser obtidos diversos resultados que permitem avaliar o funcionamento e desempenho do sistema. A metodologia empregada para descrição das aplicações corresponde, a priori, em obter o grafo de fluxo de dados da aplicação em alto nível, e desse grafo descrevê-la em um ou mais pacotes. Utilizando essa metodologia, foram realizados três estudos de casos: contador, DCT-2D e adição de ponto flutuante. O contador foi usado para avaliar a capacidade do sistema em tratar situações de deadlock e executar aplicações em paralelo. A DCT-2D foi utilizada para realizar comparações com a plataforma STORM. E, finalmente, a adição de ponto flutuante teve como objetivo ser usada como rotina de tratamento de uma instrução não implementada em hardware. Os resultados de simulação apontam favoravelmente com relação à viabilidade do desenvolvimento do sistema IPNoSys. Mostrando que é possível executar aplicações em forma de pacotes, inclusive paralelamente, sem interrupções provocadas por eventuais deadlocks, e ainda indicam maior eficiência do sistema IPNoSys a respeito do tempo de execução comparada a plataforma STORMapplication/pdfporUniversidade Federal do Rio Grande do NortePrograma de Pós-Graduação em Sistemas e ComputaçãoUFRNBRCiência da ComputaçãoSistema em chip (SoC)Redes em chip (NoC)Algoritmo spiral complementSistema IPNoSysSystem-on-chip (SoC)Network-on-chip (NoC)Spiral complement algorithmIPNoSys systemCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOEstudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema IPNoSysThe study of viability of development of no processor integrated system based on network-on-chip: IPNoSys systeminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALSilvioRFA.pdfapplication/pdf3522539https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17969/1/SilvioRFA.pdf0e7ac6eda46a29d5f5968d779986fb03MD51TEXTSilvioRFA.pdf.txtSilvioRFA.pdf.txtExtracted texttext/plain149716https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17969/6/SilvioRFA.pdf.txt11736fb7555beeeb42c77c0a4261abd9MD56THUMBNAILSilvioRFA.pdf.jpgSilvioRFA.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3373https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17969/7/SilvioRFA.pdf.jpgc3fad4f0dee6ed0c3737c32746a99256MD57123456789/179692017-11-04 10:25:20.16oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/17969Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2017-11-04T13:25:20Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
dc.title.por.fl_str_mv Estudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema IPNoSys
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv The study of viability of development of no processor integrated system based on network-on-chip: IPNoSys system
title Estudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema IPNoSys
spellingShingle Estudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema IPNoSys
Araújo, Sílvio Roberto Fernandes de
Sistema em chip (SoC)
Redes em chip (NoC)
Algoritmo spiral complement
Sistema IPNoSys
System-on-chip (SoC)
Network-on-chip (NoC)
Spiral complement algorithm
IPNoSys system
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
title_short Estudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema IPNoSys
title_full Estudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema IPNoSys
title_fullStr Estudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema IPNoSys
title_full_unstemmed Estudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema IPNoSys
title_sort Estudo da viabilidade do desenvolvimento de sistemas integrados baseados em redes em chip sem processadores: sistema 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 Sousa, Fernando Rangel de
dc.contributor.referees1ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees1Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9092018794878372
dc.contributor.referees2.pt_BR.fl_str_mv Netto, Eduardo Bráulio Wanderley
dc.contributor.referees2ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees2Lattes.por.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798543Y3
dc.contributor.referees3.pt_BR.fl_str_mv Bampi, Sérgio
dc.contributor.referees3ID.por.fl_str_mv
dc.contributor.referees3Lattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4010781324120944
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 Sistema em chip (SoC)
Redes em chip (NoC)
Algoritmo spiral complement
Sistema IPNoSys
topic Sistema em chip (SoC)
Redes em chip (NoC)
Algoritmo spiral complement
Sistema IPNoSys
System-on-chip (SoC)
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 System-on-chip (SoC)
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 The increase of capacity to integrate transistors permitted to develop completed systems, with several components, in single chip, they are called SoC (System-on-Chip). However, the interconnection subsystem cans influence the scalability of SoCs, like buses, or can be an ad hoc solution, like bus hierarchy. Thus, the ideal interconnection subsystem to SoCs is the Network-on-Chip (NoC). The NoCs permit to use simultaneous point-to-point channels between components and they can be reused in other projects. However, the NoCs can raise the complexity of project, the area in chip and the dissipated power. Thus, it is necessary or to modify the way how to use them or to change the development paradigm. Thus, a system based on NoC is proposed, where the applications are described through packages and performed in each router between source and destination, without traditional processors. To perform applications, independent of number of instructions and of the NoC dimensions, it was developed the spiral complement algorithm, which finds other destination until all instructions has been performed. Therefore, the objective is to study the viability of development that system, denominated IPNoSys system. In this study, it was developed a tool in SystemC, using accurate cycle, to simulate the system that performs applications, which was implemented in a package description language, also developed to this study. Through the simulation tool, several result were obtained that could be used to evaluate the system performance. The methodology used to describe the application corresponds to transform the high level application in data-flow graph that become one or more packages. This methodology was used in three applications: a counter, DCT-2D and float add. The counter was used to evaluate a deadlock solution and to perform parallel application. The DCT was used to compare to STORM platform. Finally, the float add aimed to evaluate the efficiency of the software routine to perform a unimplemented hardware instruction. The results from simulation confirm the viability of development of IPNoSys system. They showed that is possible to perform application described in packages, sequentially or parallelly, without interruptions caused by deadlock, and also showed that the execution time of IPNoSys is more efficient than the STORM platform
publishDate 2008
dc.date.issued.fl_str_mv 2008-04-11
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2014-12-17T15:47:45Z
dc.date.available.fl_str_mv 2014-12-12
2014-12-17T15:47:45Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv ARAÚJO, Sílvio Roberto Fernandes de. The study of viability of development of no processor integrated system based on network-on-chip: IPNoSys system. 2008. 87 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2008.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/17969
identifier_str_mv ARAÚJO, Sílvio Roberto Fernandes de. The study of viability of development of no processor integrated system based on network-on-chip: IPNoSys system. 2008. 87 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2008.
url https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/17969
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/123456789/17969/1/SilvioRFA.pdf
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17969/6/SilvioRFA.pdf.txt
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/17969/7/SilvioRFA.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 0e7ac6eda46a29d5f5968d779986fb03
11736fb7555beeeb42c77c0a4261abd9
c3fad4f0dee6ed0c3737c32746a99256
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_ 1814833061239455744