Ανάπτυξη υποστηρικτικού λογισμικού για Network on Chip.

Abstract

Καθώς ο αριθμός των components που ενσωματώνονται σε ένα κομμάτι πυριτίου αυξάνεται συνεχώς, και οι απαιτήσεις σε bandwidth σε ένα System on Chip αυξάνονται. Καθώς τα παραδοσιακά interconnects τύπου δίαυλου δεν ανταποκρίνονται πια στις σύγχρονες και μελλοντικές απαιτήσεις από άποψης επιδόσεων, scalability, και ενεργειακής απόδοσης, τα System on Chip κινούνται πλέον προς την εκμετάλλευση των Network on Chip, τα οποία βασίζονται σε τοπολογίες δικτύου [1]. Το Spidergon STNoC είναι ένα τέτοιο Network on Chip που αναπτύσσεται από τα εργαστήρια AST της εταιρείας STMicroelectronics. Υποστηρίζει πληθώρα τοπολογιών, οι οποίες μπορούν να σχεδιαστούν σε γραφικό περιβάλλον, μέσω της αρχιτεκτονικής του που βασίζεται σε απλά, μη προγραμματιζόμενα routers, αλλά και ευέλικτα Network Interface που αποτελούν σημεία πρόσβασης στο interconnect, και παρέχουν προγραμματιζόμενα services όπως αλλαγή του routing, quality of service (QoS), και security [1]. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η ανάπτυξη του απαραίτητου υποστηρικτικού software που θα επιτρέπει στον σχεδιαστή ενός συστήματος να εκμεταλλευτεί την δυναμικότητα του Spidergon STNoC. Αυτό περιλαμβάνει το απαραίτητο Java plugin για το γραφικό περιβάλλον σχεδίασης του Spidergon STNoC, iNoC, που θα κάνει generate έναν driver για περιβάλλον linux. Ο driver θα παρέχει ένα userspace interface στα προγραμματιζόμενα services του σχεδιασμένου Network on Chip, και γενικές πληροφορίες για αυτό. Επιπλέον, μία portable C βιβλιοθήκη, θα χρησιμοποιεί τα interfaces του driver για να παρέχει ένα ομογενές C interface στις εφαρμογές, με υψηλότερου επιπέδου λειτουργικότητα, όπως ο καθορισμός των κατάλληλων QoS παραμέτρων με βάση συγκεκριμένων απαιτήσεων σε bandwidth. Τέλος, αυτό το soFtware οικοσύστημα, θα παρουσιαστεί να υποστηρίζει εργαλεία & παραδείγματα σε περιβάλλον Linux (ARM και x86) και Android.

As the number of components embedded on a piece of silicon increases, so are the bandwidth requirements of a System on Chip. As traditional interconnects no longer meet current and future requirements in terms of performance, scalability, and energy efficiency, Systems on Chip move towards exploitation of Networks on Chip, which are based on network topologies [1]. Spidergon STNoC is such a Network on Chip developed by the AST labs of the company STMicroelectronics. It supports many topologies which can be designed in a graphical environment thanks to its architecture based on simple, non-programmable routers, and flexible Network Interfaces which function as access points to the interconnect, and provides programmable services such as changing the routing information, quality of service (QoS), and security [1]. The purpose of this work is to develop the necessary supporting software that allows a system designer to exploit the dynamic features of Spidergon STNoC. This includes the Java plugin necessary for the design environment of Spidergon STNoC, iNoC, which will generate a driver for a Linux kernel. The driver provides a userspace interface to the programmable services provided by the designed Network on Chip, and general information about it. In addition, a portable C library uses the interfaces of the driver to provide a homogeneous C interface to applications and higher level functionality, such as determining appropriate QoS parameters based on specific requirements on bandwidth. Finally, this sofware ecosystem will be presented running with tools & examples on typical Linux environments (ARM and x86) and Android.