Desenvolvimento de um simulador de NoCs em um ambiente multiagente

Abstract

A evolução dos processos de fabricação de circuitos integrados permite que sistemas grandes, implementando diversas funcionalidades, sejam construídos dentro de um mesmo chip. Este conceito é conhecido como SoC (System-on-a-Chip). Porém, estes sistemas complexos requerem o desenvolvimento de mecanismos de comunicação entre as partes que compõem esse sistema. A forma de comunicação entre componentes de um SoC, feita com o auxílio de roteadores, é conhecida como NoC (Network-on-Chip). Para explorar melhores opções de projeto durante a criação de uma NoC, o uso de simuladores torna-se fundamental. Ao se utilizar simuladores, é possível criar e testar vários cenários, variando configurações da NoC, como tamanho de buffers ou tamanho da rede. Deste modo, os simuladores possibilitam a verificação do impacto das alterações nas configurações da NoC sem a necessidade de uma implementação em hardware, tornando o processo mais rápido e barato. Este trabalho visa o desenvolvimento de um simulador de NoCs. Para a implementação do simulador, foi utilizado um sistema multiagente. A escolha de desenvolver um simulador de NoCs na forma de um sistema multiagente se deu através da análise das características que os roteadores, que compõem as NoCs, têm em comum com os agentes, que compõem os sistemas multiagente. O simulador permite aos projetistas de NoCs avaliar diferentes configurações e estratégias de roteamento. Como resultados de simulação, podem ser observados indicadores como taxa de utilização de roteadores, contenção da rede e atraso latência no envio de mensagens. Para a validação do simulador, são comparados cenários com diferentes configurações e o impacto destes na utilização de recursos é analisado.

The evolution of integrated circuits manufacturing processes allows large systems, implementing several functionalities, to be built within the same chip. This concept is known as SoC (System-on-a-Chip). However, these complex systems require the development of mechanisms of communication between the parts that compose this system. The communication between components of a SoC, performed by routers, is known as NoC (Network-on-Chip). To explore better design solutions during the creation of a NoC, the use of simulators becomes crucial. When using simulators, it is possible to create and test various scenarios, varying NoC configurations, such as buffers size or network size. Thus, simulators allow verification of the impact caused by NoC configuration changes without the need for a hardware implementation, making the process faster and cheaper. This work aims at the development of a NoC simulator. For the implementation of the simulator, a multi-agent system was used. The choice of developing a NoC simulator in the form of a multi-agent system was based on the analysis of the characteristics that the routers have in common with the agents. The simulator allows NoC designers to evaluate different routing configurations and strategies. As simulation results, indicators such as the rate of utilization of routers, network contention and latency delay in sending messages can be observed. In order to validate the simulator, scenarios with different configurations are compared and their impact on resource utilization are analyzed.