A CDMA-based Network on Chip dedicated to data-dominated streaming applications

In this paper an analysis of the CDMA-based transmission in Network on Chip (NoC) is presented. In order to realize CDMA transmission scheme between IP cores in the NoC, dedicated encoders and decoders using Walsh codes are proposed. To check the possibility of implementing CDMA NoC, a parametrization stage of audio analysis system was adapted to the NoC structure as a set of 14 independent blocks. The system was implemented with use of the ImpulseC hardware description language on an FPGA platform (Xilinx Virtex-5). The obtained results and the requirements needed to realize the CDMA scheme in the hardware show that a higher number of transmitted bits does not lead to any benefits over bus-based transmission.

---

W pracy została przedstawiona analiza wykorzystania transmisja strumieni danych między blokami IP w strukturze sieci wewnątrzukładowej (NoC) z użyciem rozpraszania kodowego CDMA. Ponieważ typowe rozwiązania łączenia bloków w systemach MPSoCs oparte o sieci wewnątrzukładowe wykorzystują routing typu wormhole, często pojawia się problem związany z dostępem do wspólnych zasobów. W artykule podjęto próbę zmiany mechanizmu transmisyjnego w celu określenia możliwości poprawy takiej sytuacji. Proponowane podejście wykorzystuje transmisję CDMA z zastosowaniem kodów Walsha. W celu relizacji zadań transmisyjnych opracowane zostały dedykowane układy kodera i dekodera CDMA wykorzystywane do komunikacji między blokami przetwarzającymi. Do oceny i weryfikacji proponowanego rozwiązania zdecydowano się na użycie modułu parametryzacji sygnałów akustycznych (rys. 2), pracującego na strumieniach danych. Blok ten przetwarza strumień akustyczny dzieląc go na równej długości ramki i dla każdej z nich wyznacza ponad 100 deskryptorów. Zaproponowane rozwiązanie zostało zaimplementowane w układzie FPGA z rodziny Virtex 5 wykorzystując język opisu sprzętu ImpulseC. W wyniku przeprowadzonej analizy wydajności transmisyjnej i narzutu spowodowanego specyfiką rozpraszania kodowego uzyskano wyniki gorsze niż w przypadku tradycyjnej transmisji wykorzystującej magistrale. Ponadto, konieczność stosowania globalnej synchronizacji oraz w wielu sytuacjach również globalnego routingu powoduje, że transmisja CDMA w sieciach NoC nie stanowi konkurencji do rozwiązań magistralowych dedykowanych przetwarzaniu danych strumieniowych.