eng
Выпуск #9/2018
Суворова Елена Александровна, Розанов Валентин Владимирович, Шейнин Юрий Евгеньевич
Динамически реконфигурируемые системы и сети на кристалле в ASIC на 2D-3D технологиях
Динамически реконфигурируемые системы и сети на кристалле в ASIC на 2D-3D технологиях
Просмотры: 1877
Реконфигурирование СнК может быть использовано для адаптации характеристик системы в соответствии с текущим набором решаемых задач, и расширения области применения. В данном докладе мы рассмотрим возможности по динамическому реконфигурированию систем и сетей на кристалле (SoC и NoC), реализуемых по технологии ASIC, в том числе по технологиям 2,5D и 3D.
УДК 004.2
DOI: 10.22184/1993-8578.2018.82.197
УДК 004.2
DOI: 10.22184/1993-8578.2018.82.197
Теги: 2.5d technology 2.5d технология 3d technology 3d технология reconfigurable soc soc реконфигурируемая снк снк
Реконфигурирование СнК может быть использовано для адаптации характеристик системы в соответствии с текущим набором решаемых задач, для реализации большего набора функциональности, расширения области применения.
Реконфигурация может осуществляться статически и динамически. При динамической реконфигурации существует возможность изменения поведения в ходе функционирования изделия как в начале работы, при выходе СнК из состояния сброса, так и в процессе функционирования.
Динамически реконфигурируемые СнК могут быть реализованы с использованием технологии FPGA и с использованием технологии ASIC. Технология FPGA по своей внутренней организации изначально ориентирована на процесс конфигурирования, в общем случае весь кристалл является динамически реконфигурируемым. Однако ее возможности существенно ограничиваются особенностями технологии: динамически реконфигурируемые FPGA обладают низкой радиационной стойкостью, возможности по динамической реконфигурации связаны с дополнительными аппаратными затратами, дополнительным энергопотреблением. При использовании же технологии ASIC динамически реконфигурируемыми можно делать только отдельные зоны, в которых это необходимо в соответствии с решаемыми задачами. Это позволяет существенно снизить накладные расходы на реализацию [1].
В данном докладе мы рассмотрим возможности по динамическому реконфигурированию систем и сетей на кристалле (SoC и NoC), реализуемых по технологии ASIC. Динамическая реконфигурация в ASIC может быть обеспечена за счет:
включения/отключения отдельных элементов, в этом случае используется избыточность на уровне компонентов и связей;
использования библиотек логических элементов, допускающих возможность конфигурирования (логический элемент в зависимости от конфигурации может выполнять различные функции, например NAND, NOR, NOT).
Динамическая реконфигурация в SoC и NoC может быть в форме реконфигурации связей между компонентами и в форме реконфигурации самих компонентов.
Динамическая реконфигурация в NoC может осуществляться на различных уровнях иерархии. На верхнем уровне иерархии за счет динамической реконфигурации может меняться структура связей между компонентами сети (на физическом и/или логическом уровне). На следующих уровнях иерархии может меняться структура или поведение этих компонентов и блоков, входящих в их состав.
Рассматривается также динамическая реконфигурация при использовании 2,5D- и 3D-технологий как в рамках одного слоя, так и в рамках каналов между слоями [2, 3]. В данном докладе в качестве примера будет рассмотрена динамическая реконфигурация канала между слоями.
ЛИТЕРАТУРА
1. Суворова Е. А., Матвеева Н. А., Шейнин Ю. Е. Разработка динамически реконфигурируемых систем и сетей на кристалле: Учебное пособие. — СПб, 2016. — 75 с.
2. Методы проектирования реконфигурируемых коммуникационных систем для сетей на кристалле, разрабатываемых по 3D-технологии / Суворова Е. А., Шейнин Ю. Е., Матвеева Н. А. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2014. — Т. 16. — № 6(2). — С. 605–611.
3. Суворова Е. А. Проектирование систем на кристалле с технологиями 2,5D и 3D: Учебное пособие. — СПб.: ГУАП, 2014. — 64 с.
Реконфигурация может осуществляться статически и динамически. При динамической реконфигурации существует возможность изменения поведения в ходе функционирования изделия как в начале работы, при выходе СнК из состояния сброса, так и в процессе функционирования.
Динамически реконфигурируемые СнК могут быть реализованы с использованием технологии FPGA и с использованием технологии ASIC. Технология FPGA по своей внутренней организации изначально ориентирована на процесс конфигурирования, в общем случае весь кристалл является динамически реконфигурируемым. Однако ее возможности существенно ограничиваются особенностями технологии: динамически реконфигурируемые FPGA обладают низкой радиационной стойкостью, возможности по динамической реконфигурации связаны с дополнительными аппаратными затратами, дополнительным энергопотреблением. При использовании же технологии ASIC динамически реконфигурируемыми можно делать только отдельные зоны, в которых это необходимо в соответствии с решаемыми задачами. Это позволяет существенно снизить накладные расходы на реализацию [1].
В данном докладе мы рассмотрим возможности по динамическому реконфигурированию систем и сетей на кристалле (SoC и NoC), реализуемых по технологии ASIC. Динамическая реконфигурация в ASIC может быть обеспечена за счет:
включения/отключения отдельных элементов, в этом случае используется избыточность на уровне компонентов и связей;
использования библиотек логических элементов, допускающих возможность конфигурирования (логический элемент в зависимости от конфигурации может выполнять различные функции, например NAND, NOR, NOT).
Динамическая реконфигурация в SoC и NoC может быть в форме реконфигурации связей между компонентами и в форме реконфигурации самих компонентов.
Динамическая реконфигурация в NoC может осуществляться на различных уровнях иерархии. На верхнем уровне иерархии за счет динамической реконфигурации может меняться структура связей между компонентами сети (на физическом и/или логическом уровне). На следующих уровнях иерархии может меняться структура или поведение этих компонентов и блоков, входящих в их состав.
Рассматривается также динамическая реконфигурация при использовании 2,5D- и 3D-технологий как в рамках одного слоя, так и в рамках каналов между слоями [2, 3]. В данном докладе в качестве примера будет рассмотрена динамическая реконфигурация канала между слоями.
ЛИТЕРАТУРА
1. Суворова Е. А., Матвеева Н. А., Шейнин Ю. Е. Разработка динамически реконфигурируемых систем и сетей на кристалле: Учебное пособие. — СПб, 2016. — 75 с.
2. Методы проектирования реконфигурируемых коммуникационных систем для сетей на кристалле, разрабатываемых по 3D-технологии / Суворова Е. А., Шейнин Ю. Е., Матвеева Н. А. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2014. — Т. 16. — № 6(2). — С. 605–611.
3. Суворова Е. А. Проектирование систем на кристалле с технологиями 2,5D и 3D: Учебное пособие. — СПб.: ГУАП, 2014. — 64 с.
Отзывы читателей
