A novel flexible on-chip switch architecture for reconfigurable hardware accelerators

Bu tez çalışması, heterojen IP çekirdeklerini yüksek hızlarda birbirine bağlamak için tasarlanmış yeni, ölçeklenebilir bir yonga üstü paket anahtar mimarisi olan ReFlex Switch'i önermektedir. ReFlex Switch için bir uygulama alanı, kullanıcılar tarafından talep edilen hızlandırıcıları gerçeklemek için yeniden yapılandırılabilir bölgelere sahip olan FPGA kartlarının bulunduğu donanım hızlandırmalı bulut bilişimdir. Bu bağlamda artan veri hızları, ölçeklenebilirliği korumak için yonga üstü anahtarın hat hızında çalışmasını gerektirir. Hat hızı işleminin ilk gereksinimi, anahtarlama bant genişliğini rekabet eden trafik kaynakları arasında gerektiği gibi tahsis ederken maksimum verim elde etmeye yarayan bir çekişme çözümleyici tasarımıdır. Sınırlı yonga üstü bellek kaynakları ile birlikte ikinci gereksinim, anahtar girişlerinde verimli bir arabellek yönetimidir. Ayrıca FPGA kartları üzerinde gerçeklenen hızlandırıcılar ile uygulamaların hizmet ihtiyaçları da değişmektedir. ReFlex Switch, belirtilen sistem parametrelerine göre esnek bir şekilde konfigüre edilen bir yonga üstü donanım mimarisi ile bu gereksinimleri karşılamaktadır. Bu amaçla bu tez, Hizmet Kalitesi (QoS) desteğine sahip yeni bir çekişme çözümleyici olan Credit ARbiter'ı (CAR) ve bağlı çekirdeklere trafik taleplerine göre arabellek tahsisi için yeni bir arabellek organizasyonu olan ReFlex Buffer Management'ı (ReFBM) önermektedir. ReFlex Switch, Xilinx XC7Z100 SoC FPGA üzerinde 40 Gbps hat hızında, CAR ve ReFBM ile birlikte kaynak kullanımı ve performans karşılaştırması için eski çekişme çözümleyici ve arabellek organizasyonlarıyla da gerçeklenmiştir. Sonuçlar, ReFlex Switch'in farklı bellek parametreleri, çekişme çözümleyicileri ve bellek organizasyonları ile esnek bir şekilde uygulanabildiğini göstermektedir. Ayrıca, CAR ve ReFBM, istenen performans hedeflerine ulaşmakta ve literatürdeki karşılaştırılabilir çalışmalardan daha iyi performans göstermektedir.