본 논문은 NoC 시스템에서 수행되는 멀티미디어 application에서 deadlock과 패킷 drop율을 최소화하기 위한 hybrid 구조의 네트워크 토폴로지와 job distribution 알고리듬을 제안한다. 제안된 NoC 시스템은 멀티미디어 application에 따라 패킷 drop율이 최소화될 수 있는 네트워크 토폴로지를 적용하여 sub-cluster에 배정하고, 수행되는 application은 sub-cluster 내의 네트워크 상황을 고려하여 동적 round-robin 방식의 스케줄링을 수행한다. 본 연구에서는 hybrid 네트워크 토폴로지와 동적인 job distribution을 통해 네트워크에 발생하는 트래픽을 분산시킴으로써 패킷 deadlock과 패킷 drop율을 최소화하는 알고리듬을 제시하였다. 제안된 시스템의 성능을 검증하기 위해 임베디드 시스템에서 사용되는 멀티미디어 application 중 MPEG4 동영상 재생, MPEG1 audio layer-3(MP3) 재생, GPS 위치 계산, OFDM 복조를 대상으로 실험하였다. 실험결과 제안된 job distribution 알고리듬에 적용된 시스템은 기존의 APSRA 알고리듬에 비해 패킷 drop율이 평균 13% 감소하고 면적은 2.7% 증가하였다. 또한 deadlock 감소의 비교 대상으로 흔히 사용되는 XY 알고리듬을 본 구조에 맞게 변경한 알고리듬에 대해 패킷 drop율은 평균 23.9% 감소하고 면적은 3.0% 증가하였다.
This paper proposes a dynamic job distribution algorithm in a hybrid NoC structure which can improve system network performance by reducing deadlock and packet drop rate for various multimedia applications. The proposed job distribution algorithm schedules every job to the sub-cluster where packet drop rate can be minimized for each multimedia application program. The proposed Job distribution algorithm and network topology targets multimedia applications frequently used in modern embedded systems, such as MPEG4 and MP3 decoder, GPS positioning system, and OFDM demodulator. Experimental results show that packet drop rate was reduced by about 13.0%, and chip area was increased by about 2.7% compared to the APSRA algorithm. When compared to the XY algorithm popularly used for benchmarking, the packet drop rate was reduced by about 23.9%, while chip area was increased by about 3.0%.
