低遅延リアルタイムオンチップネットワークのための先読みルータの設計

摘要

大規模なCMPを用いて実時間システムを構築するためにはスケジューリング方式が重要である．実時間スケジューリングはプリエンプションと最悪実行時間の保証を前提としている．大規模CMPではコア間の接続にNoCが用いられるため，ハードウェアコストや消費電力などの制約により，これらの要求を満たすことは挑戦的なテーマである．またプリエンプションはNoC全体の転送遅延を増大させる可能性があり，その結果，アプリケーション性能を低下させてしまう可能性がある．本論文では，プリエンプション機能を持つNoCの転送遅延改善のためにパイプラインステージ数を削減する先読みオンチップルータを提案する．HDLを用いた実装を行い，合成トラフィックを用いて評価を行った．%Scheduling algorithms are very important to realize a real-time system by using large-scale chip multiprocessors (CMPs). Most real-time scheduling algorithms assume preemption and worst-case execution time. It is challenging topic to handle these requirements on Networks-on-Chip (NoC) which interconnects each core in large-scale CMP, because some on-chip constraints exist including amount of hardware and energy. Preemption mechanism may decrease throughput and increase latency. As result, application performance may fall down. This paper proposes a look-ahead on-chip router for a pre-emptable NoC. Proposed scheme reduces a number of pipeline stages and improves latency. We implemented the look-ahead on-chip router by using HDL and evaluated it by using synthetic traffics.