Quality of Service for Network on Chip

Abstract

Moderne enbrikkesystemer bygges i større og større grad opp av heterogene strukturer der ulike applikasjoner med forskjellige oppgaver kommuniserer med hverandre. Strenge krav stilles til pålitelighet i form av korrekthet, enkelhet, robusthet, stabilitet, rettferdighet og optimalitet i slike systemer. Network on Chip(NoC)'s viktigste oppgave er å skjule kommunikasjonsprotokollen for de ulike applikasjonene slik at de kan utvikles uavhengig av brikkens infrastruktur. Videre bidrar NoC til å møte strenge tidsfrister i sanntidssystemer. Arbeidet viser at NoC er spesielt anvendbart på FPGA, der infrastruktur er en begrenset ressurs. Videre kan NoC bedre utnyttelse av dynamisk rekonfigurering. Undersøkelser viser at en nettverksarkitektur med SAF-svitsjing og to virtuelle kanaler per ruter gir gode resultater for båndbredde og QoS. QoS med to prioritetsnivåer oppnås ved at hver ruter arbitrerer på en inngangskø samt at alle pakker til en hver tid er fullstendig buffret i en ruter i nettverket. Syntese til Xilinx Spartan-3 FPGA viser at nettverket med 4x4 mesh-topologi gir en teoretisk båndbredde på $1,3GBit/s$. Videre viser analyser at nettverket er anvendbart på et antall FPGA'er og med en rekke ulike applikasjoner. Arbeidet har vist at QoS for NoC er både fordelaktig og oppnåelig i moderne enbrikkesystemer.