سمینار برق روشهای طراحی شبکه روی تراشه و کاربرد آنها

فهرست سرفصل مطالب

فصل اول : کلیات

فصل دوم : روند تکامل طراحی سیستم های الکترونیکی از SoC به سوی NoC

فصل سوم : توپولوژی ارتباطات شبکه

فصل چهارم : روشهای طراحی NOC

فصل پنجم : نتایج و پیشنهادات

مراجع و ضمایم

همراه با شکل های مربوطه کامل

------------------

روشها و کاربرد طراحی شبکه روی تراشه

مقدمه

طراحی سیستم های بسیار بزرگ و پیچیده روی یک تراشه واحد مشکل است و از قانون خاصی نیز تبعیت نمی کند صنعت EDA تلاش می کند با فراهم کردن ابزار و متدولوژی های مورد نیاز ، بکارگیری مجدد قطعات ، ساختارها و کاربردها را امکان پذیر سازد. از آنجا که نیاز به سازماندهی تعداد زیادی از هسته های IP در یک تراشه با استفاده از زیرساخت ارتباطی استاندارد در طراحی SOC احساس می شد ، این موضوع ابتدا طراحان را به استفاده از روشهای طراحی مبتنی بر بستر رهنمون گردانید. بسترها تنها دارای ارتباطات مبتنی بر گذرگاه هستند. بنابراین طراح می بایست با پیکره بندی و برنامه ریزی هسته های IP متصل شونده به گذرگاهها ، سیستم جدبد را ایجاد می کرد اما کم کم احساس نیاز به نوع کارآمدتری از شبکه ارتباطات احساس می شد که بتوانند ارتباطات در SOC های بزرگ و پیچیده را حمایت کند. بدین ترتیب ایده شبکه روی تراشه مطرح گردید. اولین حسن NOC آنست که راه حلی برای مشکلات الکتریکی در تکنولوژیهای زیر میکرون به حساب می آید زیرا سیم کشی های عمومی و حجیم را ساختاربندی و مدیریت می کند به علاوه کارآمدتر، قابل اطمینان تر و مقیاس پذیرتر نسبت به گذرگاههای معمول است. شبکه قابل پیکره بندی و مقیاس پذیر روی تراشه، بستر انعطاف پذیری است که می تواند با نیازهای مختلف منطبق شود. در این پژوهش روشهای مختلف طراحی سیستم روی تراشه بررسی شده و روند تکاملی آنها تا رسیدن به شبکه روی تراشه توصیف گردیده است.

روند تکامل طراحی سیستم های الکترونیکی از SoC به سوی NoC

روش طراحی مبتنی بر بلاکهای IP , BBD

یکی از عوامل بسیار مهم و موثر در افزایش سرعت و توسعه سیستم روی تراشه استفاده از بلاکهایی است که کار طراحی و تایید آنها قبلا انجام شده است. بنابراین برای کاهش زمان رسیدن محصول به بازار ضروری به نظر می رسد که بلاکهای طراحی شده و تایید شده IP و یا قطعات مجازی (VC) در طراحی سیستم دوباره مورد استفاده قرار گیرند . در این راستا روش طراحی سیستم مبتنی بر بلاکهای IP معرفی می گردد.

روش طراحی سیستم مبتنی بر بلاکهای IP یا BBD سطوح تجرید طراحی را از سطح RTL به سطح سیستم افزایش داده از قابلیت دوباره بکارگیری IP ها در طراحی سیستم استفاده می کند.

فرایند طراحی BBD

فرایند طراحی BBD به ۴ بخش عمده تقسیم می شود

الف طراحی سیستم در سطح بالا

ب - تولید IP

ج مجتمع سازی IP

د ارزیابی و تایید سیستم

طراحی سیستم سطح بالا

مرحله اول فرایند BBD تعریف و بهینه سازی در سطح سیستم است. این کار شامل تعیین مشخصات سیستم ، طراحی الگوریتم و طراحی معماری است در ابتدا ایده سیستم اولیه در قالب توصیف مشخصات ارایه می گردد پیاده سازی الگوریتم و معماری همزمان با جزییات کارآیی و مدل ساختاری توسعه می یابد.

معماری شبکه روی تراشه

در طراحی NoC معماری ها و روش های گوناگونی ارایه شده اند که از جمله موارد زیر را می توان نام برد

معماری مبتنی بر مش

معماری پروانه اب

معماری هشت وجهی

بدیهی است انتخاب نوع معماری و نوع توپولوژی اتصالات شبکه روی تراشه در میزان توان مصرفی و سرعت سیستم اثر مستقیم خواهد داشت.

معماری مبتنی بر مش

در اینجا معماری مبتنی بر مش بررسی می شود. معماری مبتنی بر مش شامل یک مش از سوییچ ها و منابعی که در شکاف های ایحاد شده تویط سوییچ ها قرار می گیرند می باشد. قطر هر شکاف ایجاد شده ، با سیکل کلاک محدود می شود. بنابراین هر منبع یک دامنه با کلاک سنکرون تشکیل می دهد اما ارتباطات بین منابع با پیام های آسنکرون پیاده سازی می شود.

...