I. Thiết kế router
Phần này tập trung vào thiết kế router trong mạng NoC. Tác giả đề xuất một kiến trúc router mới nhằm giảm thiểu số chu kỳ xung clock mà một khung dữ liệu phải trải qua khi đi qua router. Kiến trúc này giảm từ 6 chu kỳ xuống còn 3 chu kỳ, đảm bảo hiệu suất truyền dẫn dữ liệu. Việc thiết kế được thực hiện bằng ngôn ngữ Verilog ở cấp độ RTL, kết hợp với mô phỏng trên phần mềm ModelSim và triển khai trên FPGA.
1.1. Kiến trúc router mới
Kiến trúc router mới được thiết kế để tối ưu hóa quá trình truyền dẫn dữ liệu. Cấu trúc này bao gồm các khối chức năng như Fifo, DataPath, và ContrDataPath, được kết nối chặt chẽ để giảm độ trễ. Giao thức REQ/ANS được sử dụng để điều khiển luồng dữ liệu, đảm bảo tính đồng bộ và hiệu quả trong việc truyền nhận dữ liệu giữa các router.
1.2. Mô phỏng và đánh giá
Kiến trúc router được mô phỏng trên phần mềm ModelSim để đánh giá hiệu suất. Các kịch bản mô phỏng bao gồm việc truyền dữ liệu qua một router đơn và mạng NoC 3x3. Kết quả mô phỏng cho thấy kiến trúc mới giảm đáng kể độ trễ và cải thiện băng thông so với kiến trúc truyền thống.
II. Đánh giá kiến trúc router
Phần này tập trung vào đánh giá kiến trúc router thông qua các phương pháp mô phỏng và triển khai thực tế. Kiến trúc router được đánh giá dựa trên các tiêu chí như độ trễ, băng thông, và hiệu suất năng lượng. Kết quả cho thấy kiến trúc mới đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật và có tiềm năng ứng dụng cao trong các hệ thống NoC.
2.1. Đánh giá hiệu suất
Hiệu suất của kiến trúc router được đánh giá thông qua các thử nghiệm mô phỏng và triển khai trên FPGA. Các thử nghiệm bao gồm việc truyền dữ liệu qua một router đơn và mạng NoC 3x3. Kết quả cho thấy kiến trúc mới giảm độ trễ và tăng băng thông so với kiến trúc truyền thống.
2.2. Triển khai trên FPGA
Kiến trúc router được triển khai trên kít DE2 của Altera để đánh giá hiệu suất thực tế. Kết quả triển khai cho thấy kiến trúc mới hoạt động ổn định và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật. Việc triển khai trên FPGA cũng chứng minh tính khả thi của kiến trúc trong các ứng dụng thực tế.
III. Mạng NOC
Phần này tập trung vào mạng NOC và vai trò của router trong việc truyền dẫn dữ liệu. Mạng NoC được xem là giải pháp thay thế cho mô hình bus truyền thống, giúp tăng hiệu suất và giảm độ phức tạp trong thiết kế hệ thống. Các router trong mạng NoC đóng vai trò quan trọng trong việc định tuyến và điều khiển luồng dữ liệu.
3.1. Kiến trúc mạng
Kiến trúc mạng NoC được thiết kế dựa trên mô hình lưới hai chiều, với các router được kết nối chặt chẽ để đảm bảo hiệu suất truyền dẫn. Các giải thuật định tuyến như XY được sử dụng để tối ưu hóa quá trình truyền dữ liệu giữa các router.
3.2. Đánh giá hiệu suất mạng
Hiệu suất của mạng NoC được đánh giá thông qua các thử nghiệm mô phỏng và triển khai thực tế. Kết quả cho thấy mạng NoC đáp ứng được các yêu cầu về băng thông và độ trễ, đồng thời giảm thiểu năng lượng tiêu thụ so với mô hình bus truyền thống.
IV. Tối ưu hóa router
Phần này tập trung vào tối ưu hóa router trong mạng NoC. Các phương pháp tối ưu hóa bao gồm việc giảm số chu kỳ xung clock, cải thiện giao thức điều khiển luồng, và tăng hiệu suất truyền dẫn dữ liệu. Kết quả tối ưu hóa giúp nâng cao hiệu suất tổng thể của mạng NoC.
4.1. Giảm chu kỳ xung clock
Việc giảm số chu kỳ xung clock mà một khung dữ liệu phải trải qua khi đi qua router là một trong những mục tiêu chính của tối ưu hóa. Kiến trúc router mới giảm từ 6 chu kỳ xuống còn 3 chu kỳ, giúp tăng hiệu suất truyền dẫn.
4.2. Cải thiện giao thức điều khiển luồng
Giao thức điều khiển luồng được cải thiện để đảm bảo tính đồng bộ và hiệu quả trong việc truyền nhận dữ liệu. Giao thức REQ/ANS được sử dụng để điều khiển luồng dữ liệu giữa các router, giúp giảm độ trễ và tăng băng thông.
