component of this work in other works. Area-Efficient Synthesis of Fault-Secure NoC Switches

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Coupling Routing Algorithm and Data Encoding for Low Power Networks on Chip

The routing algorithm used in a Network-on-Chip (NoC) has a strong impact on both the functional and non functional indices of the overall system. Traditionally, routing algorithms have been designed considering performance and cost as the main objectives. In this study we focus on two important non functional metrics, namely, power dissipation and energy consumption. We propose a selection policy that can be coupled with any multi-path routing function and whose primary goal is reducing power dissipation. As technology shrinks, the power dissipated by the network links represents an ever more significant fraction of the total power budget. Based on this, the proposed selection policy tries to reduce link power dissipation by selecting the output port of the router which minimises the switching activity of the output link. A set of experiments carried out on both synthetic and real traffic scenarios is presented. When the proposed selection policy is used in conjunction with a data encoding technique, on average, 31% of energy reduction and 37% of power saving is observed. An architectural implementation of the selection policy is also presented and its impact on cost (silicon area) and power dissipation of the baseline router is discussed

Software-based and regionally-oriented traffic management in Networks-on-Chip

Since the introduction of chip-multiprocessor systems, the number of integrated cores has been steady growing and workload applications have been adapted to exploit the increasing parallelism. This changed the importance of efficient on-chip communication significantly and the infrastructure has to keep step with these new requirements. The work at hand makes significant contributions to the state-of-the-art of the latest generation of such solutions, called Networks-on-Chip, to improve the performance, reliability, and flexible management of these on-chip infrastructures

Embedded computing systems design: architectural and application perspectives

Questo elaborato affronta varie problematiche legate alla progettazione e all'implementazione dei moderni sistemi embedded di computing, ponendo in rilevo, e talvolta in contrapposizione, le sfide che emergono all'avanzare della tecnologia ed i requisiti che invece emergono a livello applicativo, derivanti dalle necessità degli utenti finali e dai trend di mercato. La discussione sarà articolata tenendo conto di due punti di vista: la progettazione hardware e la loro applicazione a livello di sistema. A livello hardware saranno affrontati nel dettaglio i problemi di interconnettività on-chip. Aspetto che riguarda la parallelizzazione del calcolo, ma anche l'integrazione di funzionalità eterogenee. Sarà quindi discussa un'architettura d'interconnessione denominata Network-on-Chip (NoC). La soluzione proposta è in grado di supportare funzionalità avanzate di networking direttamente in hardware, consentendo tuttavia di raggiungere sempre un compromesso ottimale tra prestazioni in termini di traffico e requisiti di implementazioni a seconda dell'applicazione specifica. Nella discussione di questa tematica, verrà posto l'accento sul problema della configurabilità dei blocchi che compongono una NoC. Quello della configurabilità, è un problema sempre più sentito nella progettazione dei sistemi complessi, nei quali si cerca di sviluppare delle funzionalità, anche molto evolute, ma che siano semplicemente riutilizzabili. A tale scopo sarà introdotta una nuova metodologia, denominata Metacoding che consiste nell'astrarre i problemi di configurabilità attraverso linguaggi di programmazione di alto livello. Sulla base del metacoding verrà anche proposto un flusso di design automatico in grado di semplificare la progettazione e la configurazione di una NoC da parte del designer di rete. Come anticipato, la discussione si sposterà poi a livello di sistema, per affrontare la progettazione di tali sistemi dal punto di vista applicativo, focalizzando l'attenzione in particolare sulle applicazioni di monitoraggio remoto. A tal riguardo saranno studiati nel dettaglio tutti gli aspetti che riguardano la progettazione di un sistema per il monitoraggio di pazienti affetti da scompenso cardiaco cronico. Si partirà dalla definizione dei requisiti, che, come spesso accade a questo livello, derivano principalmente dai bisogni dell'utente finale, nel nostro caso medici e pazienti. Verranno discusse le problematiche di acquisizione, elaborazione e gestione delle misure. Il sistema proposto introduce vari aspetti innovativi tra i quali il concetto di protocollo operativo e l'elevata interoperabilità offerta. In ultima analisi, verranno riportati i risultati relativi alla sperimentazione del sistema implementato. Infine, il tema del monitoraggio remoto sarà concluso con lo studio delle reti di distribuzione elettrica intelligenti: le Smart Grid, cercando di fare uno studio dello stato dell'arte del settore, proponendo un'architettura di Home Area Network (HAN) e suggerendone una possibile implementazione attraverso Commercial Off the Shelf (COTS)