تصميم وحدة التخزين المؤقت في موجه الشبكات ضمن الرقاقة غير المتزامنة القائمة على المنطق NCL

الملخص

تُستخدم الشبكة ضمن الرقاقةNOC (Network on Chip) للتواصل ونقل البيانات في الأنظمة ضمن الرقاقة متعددة النواة، نظراً لمزاياها مقارنة بالبنى المعتمدة على خطوط النقل فقط، وخاصةً مع صغر حجم الترانزستور وزيادة تعقيد الدارات. يمكن تنفيذ الشبكة NoC بشكل متزامن، أو غير متزامن، أو عالمياً غير متزامن، ومحلياً متزامن GALS (Globally Asynchronous,Locally Asynchronous). إن أداء التصميم المتزامن محدود بمعدل الساعة المركزية الذي يعتمد على أبطأ مسار حرج( أسوأ حالة) مما يجعل من الضروري تحسين جميع أجزاء التصميم، بينما يتجنب التصميم غير المتزامن مشاكل انحراف الساعة وتوزعها على الرقاقة، ويتيح مرونة في تحسين أجزاء النظام بشكل مستقل عن بعضها، كونه لا يعتمد على أداء أسوأ حالة، وبالتالي فهو يقدم أداءً أفضل من حيث التأخير على عكس نظيره المتزامن، كما يتميز أيضاً باستهلاك منخفضللطاقة.

تُعد وحدات التخزين المؤقت أحد الأجزاء الأساسية في موجهات الشبكة ضمن الرقاقة على اختلاف أشكالها وبغض النظر عن آلية التزامن المعتمدة فهي تلعب دور مهم في الحفاظ على البيانات من الضياع وتتحكم بتدفقها ضمن الشبكة.

في هذا البحث، تم الاستفادة من مزايا منطق الاتفاقية الفارغة NCL(Null Convention Logic) وهو منطق غير متزامن شبه غير حساس للتأخير بهدف تصميم بنية جديدة لوحدة التخزين المؤقت المستخدمة في موجه الشبكات ضمن الرقاقة تشبه في مبدأ عملها وحدة التخزين FIFO (First-In-First-Out) ولكنها تقدم أداءً أفضل من حيث استهلاك الموارد والسرعة والتأخير حيث تُظهر النتائج أن البنية الجديدة تستهلك موارد أقل بنسبة 50% مقارنةببنية الـ FIFO، مع تحسن بزمن التأخير بمتوسط نسبة30% تقريباً من أجل السعات التخزينية الصغيرة.