Kablosuz yonga-üstü-ağlar için uygulama eşleme optimizasyon metodolojisi

Yonga-üstü-Ağ'lar (NoC), bir sistemde daha hızlı ve daha enerji-verimli iletişim sağlamak için elektronik bileşenler arasındaki geleneksel veri yolu tabanlı veya noktadan noktaya iletişim yöntemlerinin yerini alan yeni bir iletişim teknolojisidir. Bununla birlikte, NoC'larda, bazı haberleşen bileşenler birbirlerinden çok uzak olabilir ve bunun sonucu olarak bu tür bileşenler arasındaki çoklu-atlamalı iletişim, yüksek gecikme süresi ve enerji tüketimi açısından verimsiz hale gelebilir. Bu duruma bir çözüm olarak, bu tür bileşenlerin aralarındaki atlama sayısını düşürmek, hatta tek bir kablosuz bağlantıya indirgemek amacıyla, uzak bileşenlerin arasına kablosuz bir bağlantı eklemek yoluyla geleneksel NoC'lere kıyasla daha düşük enerji tüketimi ve gecikmenin yanı sıra daha yüksek ölçeklenebilirlik ve bant genişliği sunan Kablosuz-Yonga-üstü-Ağ'lar (WiNoC) mimarileri sunulmuştur. Buna rağmen hala WiNoC tasarımıyla ilgili çözülmesi gereken uygulama eşleme, yönlendirme ve kablosuz yönlendiricilerin entegrasyonuyla ilgili donanım karmaşıklığı ya da güç yükü gibi önemli problemler vardır. Donanım uygulamalarını birden çok çekirdeğe eşleme problemi NP-zor olarak kabul edilir. NoC'lar için birkaç başarılı eşleme algoritması olmasına rağmen, literatür hibrit WiNoC'lar için optimal eşleme tekniklerinden yoksundur. Bu çalışmada, hibrit WiNoC ağ topolojileri için ikinci dereceden programlama (QP) tabanlı ve simüle edilmiş tavlama (SA) tabanlı uygulama eşleme yöntemlerini sunulmuştur. QP tabanlı model daha küçük problem boyutları için yüksek hesaplama karmaşıklığı ile optimal çözümler sunarken, meta-sezgisel SA tabanlı yöntem daha büyük problem boyutları için gerçekçi çalışma zamanlarında optimal veya optimale yakın sonuçlar sağlamaktadır. Sunulan yöntemler, uygulama çizgesini ve bazı yönlendiricilerin kablosuz bağlantılar aracılığıyla iletişim kurduğu hibrit 2D WiNoC ağ topolojisini girdi olarak alır ve uygulamanın iletişim enerjisi tüketimini en aza indirmek amacıyla en uygun uygulama eşlemesini oluştururlar. Önerilen QP tabanlı model daha hızlı yürütme sürelerinde en uygun çözümleri üretirken, önerilen meta-sezgisel SA tabanlı uygulama eşleme yöntemi, nispeten daha küçük değerlendirme boyutları için test senaryolarının çoğunda optimum veya optimuma yakın çözümler üretebilmiş ve daha yavaş performans göstermiştir. QP-tabanlı yöntem, daha yüksek problem boyutları için yürütmeyi zamanında bitirememiştir. Bunlara ek olarak, bu çalışmada, kablolu/kablosuz iletişim maliyeti oranının WiNoC'larda toplam iletişim maliyeti üzerindeki etkileri de incelenmiştir.