مقابله با اشکال همشنوایی در شبکه‌های روی تراشه با ارائه یک کدینگ اجتناب از همشنوایی سه مقداره

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسنده

دانشکده مهندسی کامپیوتر - دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

چکیده

استفاده از کدگذاری‌های اجتناب از همشنوایی مبتنی بر سیستم‌های عددی دودویی یکی از راه‌های مقابله با اشکال همشنوایی است که در آن از رخداد الگوهای گذار مشخص در تولید کلمه کد جلوگیری می‌شود. اما مشکل این سیستم‌های عددی دودویی، سربارهایی است که با رشد عرض کانال افزایش پیدا می‌کنند. رشد عرض کانال را می‌توان با نمایش تعداد بیشتری کلمه داده با استفاده از سیستم‌های عددی سه مقداره کاهش داد. در این مقاله، در گام اول، روشی برای محاسبه کلمه کدهای عاری از الگوهای ممنوعه 020 و 202 که بدترین تأخیر را به سیم قربانی در کانال‌های سه مقداره تحمیل می‌کنند، ارائه می‌شود. سپس در گام دوم، الگوریتمی برای تولید سیستم‌های عددی سه مقداره عاری از الگوهای ممنوعه 020 و 202 ارائه می‌شود و با استفاده از آن یک روش کدگذاری مبتنی بر سیستم‌عددی سه مقداره با نام 3D-TOD پیشنهاد می‌شود که قابلیت سیستم‌عددی را در نمایش کلمه‌کد افزایش می‌دهد. 3D-TOD از الگوریتمی استفاده می‌کند که الگوهای ممنوعه 020 و 202 را حذف می‌کند. این سیستم عددی قابلیت اعمال بر هر عرض گذرگاه دلخواهی را دارد. ارزیابی‌های انجام شده نشان می‌دهد، این کد سربار سیم‌ها و هم چنین سربار کدگشا و کدگذار را نسبت به کدهای مبتنی بر سیستم‌عددی مشابه کاهش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Crosstalk Fault Tackling by Providing an Efficient Tri-Value Crosstalk Avoidance Coding Mechanism for NoCs

نویسنده [English]

  • Z. Shirmohammadi
1- Shahid Rajaee Teaching Training University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The usage of binary numerical-based Crosstalk Avoidance Codes (CACs) in communication channels of NoCs is one of the efficient crosstalk tackling mechanisms. In CACs, specific transition patterns are avoided in generated code words. However, the problem of the binary numerical-based CACs is that their overheads increase with growing the number of wires. To reduce the growth of channel width, more code words can be represented using tri-value numerical systems. In this paper, in the first step, a mechanism is proposed that calculates the number of code words that do not have 020 and 202 forbidden patterns. These transition patterns impose the worst crosstalk effects to a victim wire in tri-value systems. Then, in the second step, an algorithm is proposed that generates numerical systems without 020 and 202 forbidden patterns. Using this algorithm, a tri-value CAC called 3D Transition Opposite Direction (3D-TOD) is proposed that is able to increase the number of represented code words in specific channel width. Evaluations show that 3D-TOD can reduce the overheads of additional wires and codec, efficiently.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crosstalk Avoidance Codes (CACs)
  • Crosstalk Faults
  • Reliability
  • Tri-Value Coding Mechanism
  • Network-on-Chip

مراجع

[1]        A. Cilardo and E. Fusella, “Design automation for application-specific on-chip interconnects: A survey,” Integration, the VLSI Journal, vol. 52, pp. 102-121, 2016.
[2]        B. E. Cheah, J. Kong, and K. C. Yong, “Crosstalk study of high speed on-package interconnects for multi-chip package,” in the Proceedings of the IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility,  2016, pp. 340-350.
[3]        B. Fu and P. Ampadu, “Error control for network-on-chip links,” Springer, USA, 2012.
[4]        I. P.Vaisband, R. Jakushokas, M. Popovich, A. V. Mezhiba, S. KöseEby and G. Friedman, “Shielding Methodologies in the Presence of Power/Ground Noise,” IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, vol. 19, n. 8, pp. 1458 - 1468, 2011.
[5]        Q. J. Lu, Z. M. Zhu, Y. T. Yang, and R. X. Ding, “Analysis of propagation delay and repeater insertion in single walled carbon nanotube bundle interconnects,” Microelectronic Journal, vol. 54, pp. 85–92, 2016.
[6]        Y. Hu, X. Cui, and Y. Ran, “Bus partitioning technique with crosstalk avoidance code,” in the Proceedings of the IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology, pp. 112-117, 2013.
[7]        M. Mehri and N. Masoumi, “A thorough investigation into active and passive shielding methods for nano-VLSI interconnects against EMI and crosstalk,” International Journal of Electronics and Communications, vol. 69, no. 9, pp. 1199-1207, 2015.
[8]        ITRS, “The International Technology Roadmap for Semiconductors-2015 edition,” [Online]. Available: http://www. public.itrs.net, 2015.
[9]        K. Hirose and H. Yasuura, “A bus delay reduction technique considering crosstalk,” in the Proceedings of the Conference on Design, Automation and Test in Europe, pp. 441-445, , 2010.
[10]     W. N. Flayyih, K. Samsudin, and S. J. Hashim, “Adaptive multibit crosstalk-aware error control coding scheme for on-chip communication,” IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 63, no. 2, pp. 166-170, 2016.
[11]     M. Mutyam, “Fibonacci codes for crosstalk avoidance,” IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, vol. 20, no. 10, pp. 1899-1903, 2012.
[12]     ITRS, “The international technology roadmap for semiconductors – 2012 edition,” Available at: http://www. public.itrs.net, 2012.
[13]     G. Chen, S. Nooshabadi, “Analysis and design of serial error correction code with crosstalk avoidance technique,” in the Proceedings of the IEEE International Conference Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, pp. 1-4, 2017.
[14]     S. Liu, P. Reviriego, L. Xiao “Reducing the cost of triple adjacent error correction in double error correction orthogonal latin square codes,” IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, vol. 69, no. 9, pp. 269- 271, 2016.
[15]     S.Lee, “Adaptive error correction in Orthogonal Latin Square Codes for low-power, resilient on-chip interconnection network,” Microelectronics Reliability, vol. 53, no. 3, pp. 509- 511, 2013.
 [16] غلامرضا زارع فتین، سعیده نبی پور، جواد جاویدان،" طراحی یک دیکدرBCHبهینه جهت افزایش اطمینان در ذخیره سازی اطلاعات و تصحیح خطا در حافظه‌های فلش،" نشریه مهندسی برق دانشگاه تبریز، مقاله 27، دوره 46، شماره 3 - شماره پیاپی 77، پاییز 1395،  صفحه 319-331.
 [17] محمدامین ثابت سروستانی، بهنام قوامی، محسن راجی،"کاهش نرخ خطای نرم چندگانه مدارهای ترکیبی مبتنی بر اندازه‌گذاری دروازه‌ها بر مبنای پارامتر حساسیت،"  نشریه مهندسی برق دانشگاه تبریز، مقاله 9، دوره 47، شماره 2 - شماره پیاپی 80، تابستان 1396، صفحه 445-456.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار