Multicore Systems-on-chip: Practical Hardware/Software Design Issues

دسته بندی: طراحی: معماری
ویرایش:  
نویسندگان: Ben Abadallah Abderazek  
سری: Atlantis Ambient and Pervasive Intelligence 
ISBN (شابک) : 9078677228, 9789078677222 
ناشر: Atlantis Press 
سال نشر: 2010 
تعداد صفحات: 195 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 4 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 32,000

طراحی ارتباطات روی تراشه مرسوم عمدتاً از رویکردهای ad-hoc استفاده می‌کند که با چالش‌های ناشی از طراحی‌های نسل بعدی سیستم‌های چند هسته‌ای روی تراشه (MCSoC) مواجه نمی‌شوند. این چالش‌های اصلی شامل تاخیر سیم‌کشی، قابلیت پیش‌بینی، معماری‌های متنوع اتصال و اتلاف برق است. پارادایم شبکه روی تراشه (NoC) به عنوان راه حلی برای مشکلات اتصال ده ها هسته به یک سیستم واحد روی تراشه در حال ظهور است. با این حال، مشکلات زیادی در طراحی چنین سیستم هایی وجود دارد. این مشکلات از تأخیرهای سیم جهانی غیر مقیاس پذیر، عدم دستیابی به همگام سازی جهانی و مشکلات مرتبط با اتصالات عملکردی مبتنی بر گذرگاه غیر مقیاس پذیر ناشی می شوند.

این کتاب از سه بخش تشکیل شده است که هر بخش به چهار فصل تقسیم شده است. بخش اول به مسائل طراحی و روش شناسی می پردازد. معماری‌های مورد استفاده در روش‌های مرسوم طراحی MCsoC و معماری‌های چند پردازنده سفارشی به اندازه کافی انعطاف‌پذیر نیستند تا نیازهای حوزه‌های کاربردی مختلف را برآورده کنند و به اندازه کافی مقیاس‌پذیر نیستند تا نیازهای محاسباتی مختلف و پیچیدگی‌های مختلف برنامه‌های کاربردی مختلف را برآورده کنند. چندین فصل از بخش اول بر تکنیک ها و روش های طراحی تاکید می کند.

بخش دوم حیاتی ترین بخش طراحی MCsoCها، اتصالات را پوشش می دهد. یک رویکرد برای پرداختن به روش‌های طراحی، اتخاذ ویژگی به اصطلاح قابلیت استفاده مجدد برای افزایش بهره‌وری طراحی است. در سال‌های گذشته، واحدهای طراحی اولیه از ترانزیستورها به گیت‌ها، ماشین‌های حالت محدود و هسته‌های پردازنده تکامل یافتند. پارادایم شبکه روی تراشه این ویژگی جذاب را برای آینده ارائه می دهد و می تواند شکاف بهره وری را کاهش دهد.

بخش آخر این کتاب به اعتبارسنجی و بهینه سازی MCsoC ها می پردازد. یک رویکرد کیفی تر اعتبارسنجی سیستم مبتنی بر استفاده از تکنیک های رسمی برای طراحی سخت افزار است. مزیت اصلی روش های رسمی امکان اثبات اعتبار الزامات طراحی ضروری است. از آنجایی که زبان های رسمی دارای پایه ریاضی هستند، می توان به طور رسمی این ویژگی های مورد نظر فضای حالت انتزاعی کامل را استخراج و تأیید کرد. تکنیک‌های تست آنلاین برای شناسایی خطاهایی که می‌توانند منجر به خرابی سیستم شوند نیز بررسی می‌شوند. تأکید بر تکنیک‌های مبتنی بر افزونگی تحلیلی است که برای تشخیص و جداسازی عیب در ناحیه کنترل خودکار ایجاد شده‌اند.

Conventional on-chip communication design mostly use ad-hoc approaches that fail to meet the challenges posed by the next-generation MultiCore Systems on-chip (MCSoC) designs. These major challenges include wiring delay, predictability, diverse interconnection architectures, and power dissipation. A Network-on-Chip (NoC) paradigm is emerging as the solution for the problems of interconnecting dozens of cores into a single system on-chip. However, there are many problems associated with the design of such systems. These problems arise from non-scalable global wire delays, failure to achieve global synchronization, and difficulties associated with non-scalable bus-based functional interconnects.

The book consists of three parts, with each part being subdivided into four chapters. The first part deals with design and methodology issues. The architectures used in conventional methods of MCSoCs design and custom multiprocessor architectures are not flexible enough to meet the requirements of different application domains and not scalable enough to meet different computation needs and different complexities of various applications. Several chapters of the first part will emphasize on the design techniques and methodologies.

The second part covers the most critical part of MCSoCs design the interconnections. One approach to addressing the design methodologies is to adopt the so-called reusability feature to boost design productivity. In the past years, the primitive design units evolved from transistors to gates, finite state machines, and processor cores. The network-on-chip paradigm offers this attractive property for the future and will be able to close the productivity gap.

The last part of this book delves into MCSoCs validations and optimizations. A more qualitative approach of system validation is based on the use of formal techniques for hardware design. The main advantage of formal methods is the possibility to prove the validity of essential design requirements. As formal languages have a mathematical foundation, it is possible to formally extract and verify these desired properties of the complete abstract state space. Online testing techniques for identifying faults that can lead to system failure are also surveyed. Emphasis is given to analytical redundancy-based techniques that have been developed for fault detection and isolation in the automatic control area.