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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2016.tde-12072016-074325
Document
Author
Full name
Jefferson Chaves Ferreira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2015
Supervisor
Committee
Margi, Cíntia Borges (President)
Loubach, Denis Silva
Ruggiero, Wilson Vicente
Title in Portuguese
Modelagem e simulação de redes em chip sem fio.
Keywords in Portuguese
Circuitos integrados
Redes em chip sem fio
Redes hierárquicas
Simulação
Sistemas multinível
Wireless
Abstract in Portuguese
O paradigma das redes em chip (NoCs) surgiu a fim de permitir alto grau de integração entre vários núcleos de sistemas em chip (SoCs), cuja comunicação é tradicionalmente baseada em barramentos. As NoCs são definidas como uma estrutura de switches e canais ponto a ponto que interconectam núcleos de propriedades intelectuais (IPs) de um SoC, provendo uma plataforma de comunicação entre os mesmos. As redes em chip sem fio (WiNoCs) são uma abordagem evolucionária do conceito de rede em chip (NoC), a qual possibilita a adoção dos mecanismos de roteamento das NoCs com o uso de tecnologias sem fio, propondo a otimização dos fluxos de tráfego, a redução de conectores e a atuação em conjunto com as NoCs tradicionais, reduzindo a carga nos barramentos. O uso do roteamento dinâmico dentro das redes em chip sem fio permite o desligamento seletivo de partes do hardware, o que reduz a energia consumida. Contudo, a escolha de onde empregar um link sem fio em uma NoC é uma tarefa complexa, dado que os nós são pontes de tráfego os quais não podem ser desligados sem potencialmente quebrar uma rota preestabelecida. Além de fornecer uma visão sobre as arquiteturas de NoCs e do estado da arte do paradigma emergente de WiNoC, este trabalho também propõe um método de avaliação baseado no já consolidado simulador ns-2, cujo objetivo é testar cenários híbridos de NoC e WiNoC. A partir desta abordagem é possível avaliar diferentes parâmetros das WiNoCs associados a aspectos de roteamento, aplicação e número de nós envolvidos em redes hierárquicas. Por meio da análise de tais simulações também é possível investigar qual estratégia de roteamento é mais recomendada para um determinado cenário de utilização, o que é relevante ao se escolher a disposição espacial dos nós em uma NoC. Os experimentos realizados são o estudo da dinâmica de funcionamento dos protocolos ad hoc de roteamento sem fio em uma topologia hierárquica de WiNoC, seguido da análise de tamanho da rede e dos padrões de tráfego na WiNoC.
Title in English
Wireless network on chip modeling and simulation.
Keywords in English
Hierarchical systems
Multilevel systems
Network on chip
Simulation
WiNoC
Abstract in English
The network on chip (NoC) paradigm was conceived in order to allow a high-level integration among several system-on-chip (SoC) cores whose communication is traditionally based on buses. NoCs are defined as a switch structure with communication channels, which interconnect SoC Intellectual Property cores allowing data transfer among them. Wireless networks on chip (Wi-NoC) are an evolutionary approach from the network on chip (NoC) concept, proposing the traffic flow optimization among different modules by providing wireless shortcuts over a traditional NoC, reducing the bus load. Using dynamic routing within the WiNoC enables selective hardware power management, reducing power consumption. However, choosing where to deploy a wireless link over a NoC is a complex task given that those nodes are gateways that cannot be turned off without potentially breaking an established route. Besides providing an overview of NoC architectures and about the emerging WiNoC paradigm, this work proposes a method to use well known ns-2 network simulator to test mixed NoC-WiNoC scenarios. With this approach it is possible to evaluate different WiNoC parameters associated to routing, application and total number of nodes in hierarchical topologies. Simulation study can also point-out which routing strategy is more suitable for a given scenario, what is considered important when choosing wireless node placement over a NoC.We performed experiments to understand the dynamics of wireless ad hoc routing protocol functioning in a WiNoC hierarchical topology, followed by an analysis of network size and traffic patterns over WiNoC.
 
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Publishing Date
2016-07-13
 
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  • FERREIRA, J. C., e Margi, C.B. Simulação de redes em chip sem fio. In IV Escola Regional de Alto Desempenho de São Paulo (ERAD-SP 2013), São Carlos, SP, 2013. Anais da IV Escola Regional de Alto Desempenho de São Paulo (ERAD-SP 2013)., 2013. Resumo. Dispon?vel em: http://erad-sp-2013.dc.ufscar.br/programacao.html.
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