링크 도선 길이를 고려한 고성능 비동기식 NoC 토폴로지 생성 기법 (Link-wirelength-aware Topology Generation for High Performance Asynchronous NoC Design)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 53권 / 8호 / 49 ~ 58페이지
· 저자명 : 김상헌, 이재훈, 이재성, 한태희

초록

어플리케이션 특성에 따라 링크 대역폭 요구량이 다양하게 분포하는 이종 (heterogeneous) 아키텍처 기반 네트워크-온-칩 (Network-on-Chip, NoC) 설계에 있어 링크 지연 시간이 독립적으로 설정될 수 있는 비동기식 프로토콜을 적용할 경우 동기식 설계에 비해 성능 향상의 기회가 확대될 수 있다. 본 논문에서는 비동기식 NoC에서 각 링크의 대역폭 요구량과 도선 길이에 따른 지연 시간 모델을 제시하고 이를 최적화하는 simulated annealing (SA) 기법을 이용한 플로어플랜 기반 토폴로지 생성 알고리즘을 제안하였다. 생성된 토폴로지와 각 링크의 도선 길이를 기반으로 대응하는 도선 지연시간을 계산하고 로직 합성 단계를 거쳐 생성된 gate-level netlist와 표준지연시간 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 성능을 측정하였다. 링크 도선 길이를 고려하지 않은 일반적인 토폴로지 생성 알고리즘인 TopGen과 비교하여, 제안된 알고리즘이 다양한 어플리케이션 실험에서 평균 13.7% 지연 시간 단축 효과 및 처리량 측면 지표인 실행 시간에서 평균 11.8% 감소 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

영어초록

In designing heterogeneous architecture based application-specific network-on-chips (NoCs), the opportunities of performance improvement would be expanded when applying asynchronous on-chip communication protocol. This is because the wire latency can be configured independently considering the wirelength of each link. In this paper, we develop the delay model of link-wire-length in asynchronous NoC and propose simulated annealing (SA) based floorplan-aware topology generation algorithm to optimize link-wirelengths. Incorporating the generated topology and the associated latency values across all links, we evaluate the performance using the floorplan-annotated sdf (standard delay format) file and RTL-synthesized gate-level netlist. Compared to TopGen, one of general topology generation algorithms, the experimental results show the reduction in latency by 13.7% and in execution time by 11.8% in average with regards to four applications.

참고자료

· 없음