دانلود رایگان ترجمه مقاله توازن بار آگاه در روش شناسی مسیریابی XY (IJPAM سال 2017)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1818

ج) روش شناسی
اکثر معماری گره NoC در یک جانمایی مبتنی بر مش 2D استفاده می شود. به طور کلی، بررسی های موثر منابع و روتر ها به راحتی می تواند در جانمایی مش تعریف شود. هر گره در این جانمایی دارای موقعیت مکانی در شکل مختصات X و Y است. [20] [17] [19]. X نشان دهنده موقعیت خود در ابعاد X است که در جهت افقی، y نشان دهنده موقعیت خود در ابعاد Y است که در جهت عمودی همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. برای اجرای آدرس منبع الگوریتم معمولی Sx) ، Sy ( که کنتراست است و آدرس مقصد (Dx, Dy) بسته به خروجی همبستگی بسته های مسیر سوئیچ محاسباتی بستگی دارد که نقل مکان راس (Dx <Sx) را به سمت غرب تبدیل می کند، آن را به سمت شرق تا(Dx, Sx) هدایت می کند تا به طورمشخص معادل این اشتیاق به عنوان تراز افقی شناخته شود. در حال حاضر(Dy, Sy) روش مشابهی را تجربه می کند، اما در این صورت متوجه شدیم که (Dy> Sy) سپس بسته هدر به طرف شمال نقل مکان و سایر به سمت جنوب تا (Dy = = Sy) حرکت می کند [17] [19]. مسیریابی معمولی الگوریتم مسیریابی مرتبه بعدی است، بدون وقفه، الگوریتم قفل زندگی و قابلیت اطمینان کمتری در انتقال اطلاعات برخوردار است. اگرچه دارای نقایصی مانند ترافیک بر روی شبکه توزیع نشده است، بار بیشتر در مرکز شبکه، بدون اطمینان در مورد شکستگی گره و تأخیر بیشتر توزیع می شود. الگوریتم پیشنهادی ما به عنوان تعادل بار مسیریابی XY شناخته شده است. با در نظر گرفتن مسیریابی وابسته متعارف، بعدا آن بی وقفه خواهد ماند. الگوریتم مسیریابی ما که به عنوان مسیریابی قطعی یا چند منظوره کار می کند بر روی موقعیت پشته سیستم متکی است. بسته ها با مسیریابی معمولی هدایت می شوند تا زمانی که ترافیک کمتری در شبکه باشد. در نقطه ای که تراکم به نظر می رسد بالا باشد، تغییر ما تلاش می کند تا بسته ها را از طریق راه های کم تراکم مسیریابی کند.

فکر اساسی برای الگوریتم LBR، کاهش بار در کل شبکه با استفاده از بررسی ناحیه در نزدیکی برآورد محل، بر اساس استراتژی تقسیم – حل و کرنش مسیریابی است. آن فاصله استراتژیک را از تراکم در برابر هر منطقه محلی با راهنمای تداوم وزن مسیریابی برای به حداقل رساندن هر منطقه محلی حفظ می کند همانطورکه در شکل با توجه به گفته های گراتز و همکارانش در مورد هدایت آگاهانه تراکم [17] [18] []نشان داده شد. سطح ترافیک محلی را به چهار شماره مجزا خلاصه می کند تا مشخص شود کدام مسیر احتمالا دارای ترافیک کمتری است. LBR نسخه ضعیف مسیریابی– XY است، الگوریتم LBR همچنین زمان تأخیر را در زمان مقایسه با XY سنتی بهبود می بخشد که زمان کل را با استفاده از بسته داده ها برای ورود به گره و خروج از گره به عنوان خروجی محاسبه می کند و متعهد به انتقال داده ها در مورد مش صفحه می شود. برای کاهش تراکم مازاد شبکه بر اساس برخی از پارامترهای ترکیبی مانند تعداد کانال های مجازی آزاد، تعداد بافر های آزاد، تقاضا برای خروجی روتر می باشد. برای اجرای الگوریتم پیشنهاد شده، گره های فعلی را به عنوان (s1, s2) و گره های هدف را به عنوان (d1, d2) از بسته داده ها در نظر می گیریم. زمانیکه گره های مقصد X، Y بیشتر ازگره های منبع X Y است، (d1,d2>s1,s2) نقل مکان هدر به جهت شرقی و یا به سمت جنوب حرکت می کند تا منبع و مقصد برابر باشد یا در غیر این صورت مختصات X برابر (d1= =s1) باشد، سپس دو حالت برای بررسی وجود دارد که مقصد Y کمتر از گره منبع Y است (d2 <s2) به سمت جنوب یا به سمت شمال حرکت می کند تا مختصات Y مساوی یا در غیر این صورت اگر مختصات Y معادل باشند (d2 = = s2) سپس دو شرایط برای بررسی وجود دارد اینکه آیا گره مقصد X کمتر از گره منبع X است (d1 <s1) و سپس به سمت غرب حرکت می کند یا بسته های داده ها را به سمت شرق این الگوریتم بر اساس الگوریتم مسیریابی سنتی XY بهبود یافته است، اما زمانی که تراکم بالا می رود، آن را به چهار مختصات برای توزیع تراکم مازاد شبکه تقسیم و آن را شمارش می کند چه تعداد گره ها با توجه به تعداد گره های درگیر در مسیر عبور می کند و زمان کل تلفیقی محاسبه شده است. تاخیر در الگوریتم مسیریابی تعادل بار حداقل است، قابلیت اطمینان کمتر است در صورتیکه انسداد با مسیر XY مقایسه می شود. مسیرهای آزمایشی میانگین تاخیر در شبکه در کنار مسیر پیشنهادی با تعادل بار نشان می دهد. الگوریتم مسیر یابی توازن بار نه تنها بار مازاد شبکه را توزیع می کند بلکه همچنین تاخیر در بسته داده را به حداقل می رساند
. مدل شبیه ساز
شبیه سازی با استفاده از کامپایلر GCC آنلاین برای محاسبه تاخیر متوسط برای اندازه شبکه متفاوت مانند 4×4، 8×8 و 16×16 در جانمایی مش انجام می شود. اندازه های شبکه فوق الذکر با استفاده از روش معمول مسیریابی XY و مسیریابی آگاه پیشنهادی توازن بار XY در این مقاله شبیه سازی می شود. میانگین زمان اخیر شبکه های وابسته با گره های متفاوت بررسی می شود. چرخه مناسب مبتنی بر A C++ در محرک تراشه شبکه برای ارزیابی عملکرد اندازه شبکه 16*16 استفاده می شود که با میزان متفاوت PIR تحت پاراترهای بعدی انتخاب می شود. شبیه سازی برای عمق بافر 4 و اندازه نقل مکان 64 بیت با آستانه DYAD 0.6 اجرا می شود. هر شبیه سازی در ابتدا برای 1000 چرخه و سپس 11000 چرخه برای هر شبیه سازی با تاخیر انتقال نقل مکان 1000 چرخه /تعداد اجرا می شود.
4. نتایج
1. ارزیابی عملکرد LBAR در مسیریابی XY
نتایج حاصل از اجرای الگوریتم مسیریابی XYدر قسمت مرکزی شبکه مقدار بیشتری از ترافیک و بار دارد که به شدت عملکرد کلی سیستم را کاهش می دهد. بار در شبکه رنگ سیاه مشخص می شود. باربیشتر در گره، رنگ مشکی تر می شود. توزیع بار از طریق شبکه به نتایج بهتر بر اساس تاخیر و ترافیک منجر خواهد شد. ترافیک در گره ها با نواحی گره های تاریکتر در شکل مشخص می شود[4] [5] [6]. . شکل 4، 5، 6 بار و توزیع آن را در شبکه توصیف می کند.
روش DC (تقسیم و حل) که برای به حداقل رساندن بارگذاری مازاد در گره ها، و نیز به حداقل رساندن تأخیر شبکه را بدون هیچ گونه نقصی مانند وقفه و بدون هیچ گونه شکست گره پیشنهاد می شود. ما روش شناسی را برای بهبود تاخیر و تراکم با تقسیم کل شبکه به چهار مربع مساوی و مسیر بسته بندی داده ها با استفاده از الگوریتم XY یعنی مسیر بسته بندی داده ها را ابتدا در جهت افقی و بعد در جهت عمودی همانند شکل پیشنهاد داده ایم.
هر ربع آزاد از وقفه و قفل موثر ساخته شده است. الگوریتم مسیر یابی مشابه XY در LBAR با اختلافات کوچک در اجرای شباهت شبکه استفاده می شود. نتایج شبیه سازی حاصل از اجرای شبکه های 4*4 و 8*8 برای هر دو XY و LBAR مقایسه و متوجه شدند که تاخیر میانگین زمانی با استفاده از کامپایلر gcc در شکل تا 40 درصد کاهش یافته است. جانمایی مش 16*16 – 2D در شبیه ساز نکسیم اجرا می شود و نتایج نشان می دهد که تاخیر میانگین زمانی در یک تاخیر به طور متوسط تا 25٪ کاهش یافته است.
بر فرض مثال زمانی که تاخیر در PIR 0.02 برای گره های مختلف و برای هر دو روش بررسی می شود. هنگامی که مقدار تاخیر برای گره های 91 تا 193 گرفته می شود، مقدار تاخیر 3552 مگابایت و 2280 مگابایت برای سنتی XY و LBAR به ترتیب کاهش تاخیر را تا 35.81٪ دارد و مقادیر تاخیر برای تجزیه و تحلیل اندک بیان می شود. همانطورکه ذکر شد، به طور متوسط تاخیر کلی شبکه به 25 درصد کاهش یافته است. همچنین بار در بخش مرکزی شبکه برای گره های همسایه و شبکه توزیع می شود که همچنین یک معیار اصلی در افزایش کارایی و توان سیستم است. بار شبکه با تیره شدن منطقه پر تراکم در شبکه نشان داده می شود. افزایش ترافیک در گره باعث افزایش تاریکی شبکه می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که بار در شبکه کاهش و در سراسر شبکه گسترش می یابد .

نتیجه گیری
در این مقاله الگوریتم XY و LBAR متعارف را بررسی کردیم. ما تخفیف های تجاری مانند میانگین تاخیر، اندازه شبکه و بار در کل شبکه معماری NoC را برآورد کردیم. شبیه سازی های ما نشان داد که مسیریابی XY دارای بار بیشتری در مرکز شبکه می باشد. همچنین مشاهده شد که تاخیر و عملکرد شبکه در مورد الگوریتم مسیریابی سنتی XY کاهش می یابد. الگوریتم پیشنهادی LBAR نتایج خوبی از نظر میانگین تاخیر و عملکرد کلی سیستم با استفاده از روش تقسیم و حل نشان داد. بار در مرکز شبکه با تقسیم شبکه به یک چهارم و توزیع پهنای باند در میان گره کاهش می یابد.
کار آینده ما شامل اجرای الگوریتم ها با استفاده از انسداد در گره ها با اجرای پارامتر می باشد (الگوریتم مسیریابی آگاه مسیر) که باعث خراب شدن و قفه و قفل موثر در صورت شکستگی گره می شود. این مقدار زیادی از تفاوت در شرایط زمان و بار در کل سیستم را نشان می دهد.