Modélisation comportementale d'un réseau sur puce basé sur des interconnexions RF.

The development of multiprocessor systems integrated on chip (MPSoC) respondsto the growing need for intensive computation systems. However, the evolutionof their performances is hampered by their communication networks on chip(NoC) due to their energy consumption and delay. It is in this context that the wired RF network on chip (RFNoC) was emerged. In order to better manage and optimize the design of an RFNoC, it is necessary to develop a simulation platform adressing both analog and digital circuits.First, a time domaine simulation of an RFNoC with components whose modelsare ideal is used to optimize the allocation of the available spectrum resources. Where appropriate, we provide solutions to improve the quality of transmitted signal. Secondly, we have developed, in VHDL-AMS, behavioral and accurate models of all RFNoC components. The models of the low noise amplifier (LNA) and the mixer take into account the parameters for the amplification, nonlinearities, noise and bandwidth. The model of the local oscillator considers the conventional parameters, including its phase noise. Concerning the transmission line, an accurate frequency model, including the skin effect is adapted for time domaine simulations. Then, the impact of component parameters on RFNoC performances is evaluatedto anticipate constraints of the RFNoC design.Le développement des systèmes multiprocesseurs intégrés sur puce (MPSoC) répond au besoin grandissant des architectures de calcul intensif. En revanche, l'évolution de leurs performances est entravée par leurs réseaux de communication sur puce (NoC) à cause de leur consommation d'énergie ainsi que du retard. C'est dans ce contexte que les NoC à base d'interconnexions RF et filaires (RFNoC) ont émergé. Afin de gérer au mieux et d'optimiser la conception d'un RFNoC, il est indispensable de développer une plateforme de simulation intégrant à la fois des circuits analogiques et numériques.Dans un premier temps, la simulation temporelle d'un RFNoC avec des composants dont les modèles sont idéaux est utilisée pour optimiser l'allocation des ressources spectrales disponibles. Le cas échéant, nous proposons des solutions pour améliorer la qualité de signal transmis. Dans un deuxième temps, nous avons développé en VHDL-AMS des modèles comportementaux et précis de chacun des composants du RFNoC. Les modèles de l'amplificateur faible bruit (LNA) et du mélangeur, prennent en compte les paramètres concernant, l'amplification, les non-linéarités, le bruit et la bande passante. Le modèle de l'oscillateur local considère les paramètresconventionnels, notamment le bruit de phase. Quant à la ligne de transmission, un modèle fréquentiel précis, incluant l'effet de peau est adapté pour les simulations temporelles. Ensuite, l'impact des paramètres des composants sur les performances du RFNoC est évalué afin d'anticiper les contraintes qui s'imposeront lors de la conception du RFNoC

WiNoCoD : Un réseau d'interconnexion hiérarchique RF pour les MPSoC

International audienceLa multiplication du nombre de cœurs de calcul présents sur les puces va de pair avec une augmentation des besoins en communication. C'est pour palier à ce problème que nous présentons dans cette article un réseau d'interconnexion sur puce utilisant la RF. Nous présentons les raisons du choix de la RF par rapport aux autres nouvelles technologies du domaine que sont l'optique et la 3D, l'architecture détaillée de ce réseau et d'une puce le mettant en œuvre ainsi que l'évaluation de sa faisabilité et de ses performances. Un des avantages potentiels de ce réseau d'interconnexion RF est la possibilité de faire du broadcast à faible coût, ce qui ouvre de nouvelles perspectives notamment en terme de gestion de la cohérence mémoire

Behavioral modeling of a network on chip based on RF interconnections.

Le développement des systèmes multiprocesseurs intégrés sur puce (MPSoC) répond au besoin grandissant des architectures de calcul intensif. En revanche, l'évolution de leurs performances est entravée par leurs réseaux de communication sur puce (NoC) à cause de leur consommation d'énergie ainsi que du retard. C'est dans ce contexte que les NoC à base d'interconnexions RF et filaires (RFNoC) ont émergé. Afin de gérer au mieux et d'optimiser la conception d'un RFNoC, il est indispensable de développer une plateforme de simulation intégrant à la fois des circuits analogiques et numériques.Dans un premier temps, la simulation temporelle d'un RFNoC avec des composants dont les modèles sont idéaux est utilisée pour optimiser l'allocation des ressources spectrales disponibles. Le cas échéant, nous proposons des solutions pour améliorer la qualité de signal transmis. Dans un deuxième temps, nous avons développé en VHDL-AMS des modèles comportementaux et précis de chacun des composants du RFNoC. Les modèles de l'amplificateur faible bruit (LNA) et du mélangeur, prennent en compte les paramètres concernant, l'amplification, les non-linéarités, le bruit et la bande passante. Le modèle de l'oscillateur local considère les paramètresconventionnels, notamment le bruit de phase. Quant à la ligne de transmission, un modèle fréquentiel précis, incluant l'effet de peau est adapté pour les simulations temporelles. Ensuite, l'impact des paramètres des composants sur les performances du RFNoC est évalué afin d'anticiper les contraintes qui s'imposeront lors de la conception du RFNoC.The development of multiprocessor systems integrated on chip (MPSoC) respondsto the growing need for intensive computation systems. However, the evolutionof their performances is hampered by their communication networks on chip(NoC) due to their energy consumption and delay. It is in this context that the wired RF network on chip (RFNoC) was emerged. In order to better manage and optimize the design of an RFNoC, it is necessary to develop a simulation platform adressing both analog and digital circuits.First, a time domaine simulation of an RFNoC with components whose modelsare ideal is used to optimize the allocation of the available spectrum resources. Where appropriate, we provide solutions to improve the quality of transmitted signal. Secondly, we have developed, in VHDL-AMS, behavioral and accurate models of all RFNoC components. The models of the low noise amplifier (LNA) and the mixer take into account the parameters for the amplification, nonlinearities, noise and bandwidth. The model of the local oscillator considers the conventional parameters, including its phase noise. Concerning the transmission line, an accurate frequency model, including the skin effect is adapted for time domaine simulations. Then, the impact of component parameters on RFNoC performances is evaluatedto anticipate constraints of the RFNoC design

RF transceiver and transmission line behavioral modeling in VHDL-AMS for wired RFNoC

International audienceDespite the exceptional progress of MPSoC architectures, on chip communication networks remain a lock for the evolution of their performances due to the power consumption and the delay in data carrying. In this context, the wired radio frequency (RF) network on chip (RFNoC) has emerged. In this paper, we developed a library of RF component models in VHDL-AMS for time domain simulation. This library includes mainly the transmission line (TL) and the RF transceiver components such as the low noise amplifier (LNA), the mixer and the local oscillator (LO). The models consider the conventional parameters describing their performances including the non-linearities, the noise and the bandwidth of the LNA and the mixer. Leakages between ports are also considered for the mixer. The LO model considers the traditional parameters, more importantly its phase noise. The originality of the TL model is the modeling of the skin effect on a wide frequency range for time domain simulations. All the models are validated. Global simulations are performed to demonstrate the interest to accurately model the components of the RFNoC. The developed library is used here for wired RFNoC, however it can be used for all other wired and wireless RF communication system

WiNoCoD : Un réseau d'interconnexion hiérarchique RF pour les MPSoC

International audienceLa multiplication du nombre de cœurs de calcul présents sur les puces va de pair avec une augmentation des besoins en communication. C'est pour palier à ce problème que nous présentons dans cette article un réseau d'interconnexion sur puce utilisant la RF. Nous présentons les raisons du choix de la RF par rapport aux autres nouvelles technologies du domaine que sont l'optique et la 3D, l'architecture détaillée de ce réseau et d'une puce le mettant en œuvre ainsi que l'évaluation de sa faisabilité et de ses performances. Un des avantages potentiels de ce réseau d'interconnexion RF est la possibilité de faire du broadcast à faible coût, ce qui ouvre de nouvelles perspectives notamment en terme de gestion de la cohérence mémoire

An OFDMA Based RF Interconnect for Massive Multi-core Processors

International audienceA paradigm shift is apparent in Chip Multiprocessor (CMP) design, as the new performance bottleneck is becoming communication rather than computation. It is widely provisioned that number of cores on a single chip will reach thousands in a decade. Thus, new high rate interconnects such as optical or RF have been proposed by various researchers. However, these interconnect structures fail to provide essential requirements of heterogeneous on-chip traffic; bandwidth reconfigurability and broadcast support with a low complex design. In this paper we investigate the feasibility of a new Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) RF interconnect for the first time to the best of our knowledge. In addition we provide a novel dynamic bandwidth arbitration and modulation order selection policy, that is designed regarding the bimodal on-chip packets. The proposed approach decreases the average latency up to 3.5 times compared to conventional static approach

Flexible Radio Interface for NoC RF-Interconnect

International audience— This paper introduces flexible radio techniques inside integrated circuits in order to tackle the interconnect issue for many-core chips. We propose to take benefits from OFDMA for a RF-interconnect associated to a carrier allocation policy and adaptive modulation. A 20 GHz bandwidth is shared between 32 tilesets made of 32 tiles of 4 cores each, for a 4096 cores chip. We adopt a cognitive radio approach in order to dynamically share 1024 carriers, which avoids inter-cluster communication contention and decreases latency compared to conventional static approaches