Implementacija mreže na čipu za povezivanje s AXI-uređajima

diplomski rad

• Naslov (engleski): Implementation of Network-on-Chip Connection to AXI Devices
• Autor: Luka Mrković
• Mentor: Daniel Hofman (mentor)
• Član povjerenstva: Daniel Hofman (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Danko Basch (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Josip Knezović (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet elektrotehnike i računarstva; Zagreb
• Datum i država obrane: 2021-06-29, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Računarstvo

Sažetak

Kao glavni cilj ovog rada razvijen je model usmjeritelja - glavnog gradivnog bloka mreže na čipu. Dodatno, razvijen je model AXI mrežnog adaptera namijenjenog spajanju AXI4-Lite IP jezgri s mrežom na čipu.

Razvijeni usmjeritelj prilagođen je radu u mrežnoj topologiji homogene 2D rešetke. Radix usmjeritelja iznosi 4 + 1. Usmjeritelj implementira wormhole politiku prosljeđivanja, podržava varijabilan broj virtualnih kanala te kontrolu toka ostvaruje razmjenom kredita. Usmjeritelj djeluje u strogo definiranom četverotaktnom operativnom ciklusu, implementira više paralelnih protočnih struktura te flitove prosljeđuje brzinom jednog flita po operativnom ciklusu po vezi.

Razvijeni AXI mrežni adapter omogućava spajanje AXI4-Lite IP jezgri u mrežu na čipu sastavljenu od razvijenih usmjeritelja.

Sklopovlje razvijeno u sklopu ovog rada oblikovano je s ciljem pojednostavljenja testiranja do visokog stupnja uvjerenosti u ispravnost. Implementacije sklopovlja su robusne te ih je moguće efikasno sintetizirati i učitati na FPGA uređaj.

Sažetak (engleski)

As the main objective of this thesis, a model of a Network-on-Chip Router was developed. Additionally, a model of an AXI Network Adapter was developed to allow for the connection of AXI4-Lite IP Cores to the Network-on-Chip.

The developed Router supports Homogeneous 2D Mesh network topology. The Radix of the Router is 4 + 1. The Router implements a Wormhole Switching Policy, supports a variable number of Virtual Channels, and achieves Flow Control by exchanging Credits. The Router operates in a strictly defined Four-Stroke Operating Cycle, implements multiple parallel Data Pipelines, and forwards Flits at speed of One Flit per Operating Cycle per Output.

The developed AXI Network Adapter enables the connection of AXI4-Lite IP Cores to the Network-on-Chip made out of developed Routers.

Modules made as a part of this thesis were designed with the goal of simplifying testing to a high degree of confidence. Modules are robust, efficiently synthesizable, and loadable onto an FPGA device.

• Ključne riječi: mreža na čipu; usmjeritelj mreže na čipu; flit; virtualni kanal; AXI4-Lite; AXI4-Lite mrežni adapter; VALID/READY rukovanje; automat s konačnim brojem stanja; VHDL
• Ključne riječi (engleski): Network-on-Chip; Network-on-Chip Router; Flit; Virtual Channel; AXI4-Lite; AXI4-Lite Network Adapter; VALID/READY Handshake; Finite State Machine; VHDL
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:641625
• Studijski program: Naziv: Računarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka računarstva (mag.ing.comp.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-01-13 13:16:53