چکیده
ارتباطات داده در فواصل طولانی در مسیر های بیسیم چند جهشی در شبکه های درون تراشه ای (NoC) مرسوم انرژی زیادی مصرف می کند و موجب کاهش پهنای باند میگردند. اتصالات بیسیم در دسته امواج رادیویی میلیمتری به عنوان یک الگوی اتصال با انرژی کارآمد برای اتصال تراشه ای چند هسته ای به NoCپدیدار شد. هرچند، تغییرات فضایی در توزیع ترافیک و نوسانات زمانی در حجم کاری میتواند موجب تقاضای متفاوت برای پهنای باند در NoCگردد. اتصال بیسیم که به آرایش فیزیکی اتصالات نیاز ندارد میتواند برای کاهش این موضوع مورد استفاده قرار گیرد. به منظور تخصیص پویای پهنای باند متغیر به فرستنده ها و گیرنده های بیسیم با توجه به تقاضا، طراحی مکانیسم کنترل دسترسی به رسانه (MAC) کارآمد و پویا موجب دسترسی به کانالهای ارتباطی بیسیم درون تراشه ای مورد نیاز میگردد. در این مقاله، یک پیش بینی کننده مبتنی بر سوابق میتواند تقاضای پهنای باند گره های بی سیم در NoCبیسیم را پیشبینی نماید، طراحی شد. بر اساس تقاضای پیشبینی شده، ما دو مکانیزم MACرا طراحی کردیم که میتوانند به صورت پویا پهنای باند را به ف ستنده ها و گیرنده های بیسیم تخصیص دهند. در شبیه سازی های سطح سیستم، ما نشان دادیم که مکانیزم MACآگاه از تقاصا از بهره وری انرژی زیادی برخوردار است و میتواند در NoCبیسیم پهنای باند داده های بیشتری را حفظ نماید.
مفاهیم CCS
واژگان کلیدی. شبکه درون تراشه ای، اتصال بیسیم، تخصیص پویای پهنای باند، مکانیزم دسترسی به رسانه.
1- مقدمه
شبکه درون تراشه ای (NoC) به عنوان یک زیرساخت ارتباطی برای سیستم چند پردازنده روی تراشه (SOC) پدیدار شد (۳). هرچند به دلیل ارتباطات داده چند جهشی در اتصالات فلزی، معماری های NoCمبتنی بر شبکه سنتی از لحاظ عملکرد و مصرف انرژی ناکارآمد هستند. سیم های فلزی بلند از NoCمبتنی بر شبکه (۱۹) و تاخیر بسیار کم و کانالهای سریع کم قدرت میان هسته های ارتباطی (۱۵) به عنوان راه حلی برای غلبه بر این ناکارآمدی ها پیشنهاد شد. هرچند بر اساس راهکارهای تکنولوژی بین المللی برای نیمه رساناها (ITRS، ۲۰۱۲) مزایای عملکردی این رویکرد محدود می باشد و دلیل آن الگوی اتصالات مبتنی بر عایق و فلز میباشد. از این رو، تکنولوژیهای اتصال جدید مانند اتصالات فوتونی تراشه ای (۲۲)، اتصال خط انتقال RFچند باندی درون تراشه ای (RFI) (۶) و اتصالات بیسیم (۱۴) در سالهای اخیر به عنوان راهحلهایی با بهره وری انرژی بالا برای اتصالات ارتباطات داده درون تراشه ای دوربرد پدیدار شدهاند. اتصالات RFو فوتونیک مبتنی بر NoCاز تأخیر کم و پراکندگی قدررت کم برخوردار هستند و دلیل آن ارتباطات یک جهشی میان هستههای دور است. هرچند این تکنولوژی ها به موجبر های نوری متراکم فیزیکی اضافی یا خطوط انتقال میکرو استریپ برای انتقال داده نیاز دارند. از سوی دیگر، CMOSسازگار با میانبرهای بیسیم دور برد که در فرکانسهای امواج میلیمتری (mm-wave) (۹) فعالیت می کند به انطباق با اتصالات فیزیکی نیاز ندارد. NoCبیسیم (WiNoC) با انتن های کوچک درون تراشه ای در باندهای امواج میلیمتری فعالیت میکند که نشان داده شده است میتواند میان رابط بیسیم (WI) مستقر ارتباط برقرار کند و موجب بهبود عملکرد گردد (۹). هرچند پهنای باند کانال بیسیم امواج میلیمتری به وسیله جدیدترین طراحی دستگاه های گیرنده و فرستنده محدود میگردد.