Wir leben in einer Zeit, in der integrierte Schaltkreise, ob in Form mehrerer Chips oder in Form eines einzigen, immer komplexer werden und aus immer mehr Teilen bestehen, die miteinander verbunden werden müssen, und dies ist zu einem geworden der Probleme, mit denen Ingenieure konfrontiert sind. Der Begriff Nr. C , welches dafür steht Netzwerk auf einem Chip und übersetzt in Netzwerk auf einem Chip, ist eine der häufigsten Arten von heterogenen elektronischen Schaltungen. Aber was ist Ihre Organisation, woraus bestehen sie und was ist der Grund für ihre Existenz?
Klärung: In diesem Artikel beziehen wir uns auf die verschiedenen Prozessoren innerhalb von a SoC oder eine Nr. C as Verarbeitungselemente or PE , und diese können jedes Element innerhalb einer dieser Infrastrukturen sein, so dass sie sich auf a beziehen können CPU, eine GPU, ein DSP, eine NPU usw.
Interne Kommunikation in einem SoC und seine Einschränkungen
Wir verwenden SoCs kontinuierlich, und es ist so, dass heutzutage in der Realität alle Prozessoren, die wir sowohl in unseren PCs als auch in unseren Smartphones verwenden, SoCs sind, aber eine Sache, die viele Menschen nicht fragen müssen, ist: Wie kommunizieren die verschiedenen Elemente der Kommunikation? ? Verarbeitung auf einem SoC? In welchem Teil eines SoC findet die Kommunikation aller seiner Verarbeitungselemente statt? Nun, in der Nordbrücke, die der Teil ist, der die verschiedenen Verarbeitungselemente miteinander und diese mit dem Speicher kommuniziert, sind die häufigsten Strukturen die Crossbar-Schalter und für Kommunikationsringe.
Der Crossbar-Schalter besteht aus einer Reihe von Schaltern, die in Form einer Matrix zwischen ihnen kommunizieren, wobei jedes der Verarbeitungselemente, aus denen die elektronische Schaltung besteht, mit einem dieser Schalter verbunden ist und die Datenübertragung durch Aktivieren des Schalters ausgeführt wird verschiedene extreme Schalter. zu extrem; Zu diesem Zweck verfügt der Crossbar Switch über ein kleines internes Kontrollsystem, das für die Verwaltung der verschiedenen Datenlieferungen zwischen den verschiedenen Parteien zuständig ist.
Die Ringkonfiguration ist dagegen etwas komplexer und ein Gleichnis, um sie auf einfachste Weise zu erklären, sind die Kreisverkehre. In dieser Organisation sind die Datenpakete diejenigen, die durch den Kreisverkehr zirkulieren und in jedem Taktzyklus ein Segment davon durchlaufen und den Ring verlassen, wenn sie das Segment erreichen, in dem das Zielelement verbunden ist.
Das Hauptproblem in beiden Fällen besteht darin, dass die Kommunikationsinfrastruktur neu aufgebaut werden muss, wenn ein neues System, das von einem vorhandenen System abgeleitet ist, durch Ändern eines einzelnen Elements erstellt wird, auch wenn es sich unter derselben Architektur befindet.
Darüber hinaus entsteht das Problem, dass beim Hinzufügen von Verarbeitungselementen zu der Infrastruktur, die sie kommuniziert, diese immer mehr und exponentieller wächst, bis zu dem Punkt, an dem sie mehr als die zu kommunizierenden Verarbeitungselemente belegt, und an dem Punkt, an dem sie sich befinden notwendig, um andere Kommunikationsinfrastrukturen zu übernehmen.
Gegensprechanlage in einem Netzwerk auf einem Chip
Das NoC oder Network on a Chip versucht, die Skalierbarkeitsprobleme der SoCs zu lösen und ermöglicht so komplexere Strukturen als die, die sie zulassen.
Anstatt eine sehr komplexe Kommunikationsinfrastruktur aufzubauen, wie sie in SoCs auftritt, werden bei NoCs ein Router (R) und eine Netzwerkinfrastruktur (NI) hinzugefügt, die mit jedem Element verbunden sind. Die Idee ist, dass ein PE, wenn es mit einem anderen PE kommunizieren möchte, nur die Nummer des anderen Verarbeitungselements anrufen muss, mit dem es kommunizieren möchte, und dann die Router in jeder der Parteien in Kontakt treten und Daten erhalten wird zwischen ihnen übertragen.
Der größte Vorteil davon ist, dass Entwickler heterogener Systeme neue Strukturen erstellen können, ohne eine komplexe Kommunikationsinfrastruktur erstellen zu müssen, und dass sie dank der Kommunikationsstruktur Variationen ihrer Architekturen viel schneller erstellen können als andere Kommunikationssysteme befindet sich nicht außerhalb der verschiedenen PEs, sondern in jedem von ihnen, was die Erstellung skalierbarer Architekturen in Bezug auf die Anzahl der Verarbeitungselemente erleichtert.
