Մարտիրոսյան, Արամ Գագիկի

Technology

Այս գիտական աշխատանքը նվիրված է մեկ բյուրեղի վրա իրականացվող ցանցերի՝ Network-on-Chip (NoC) համակարգերի ավտոմատացված նախագծման միջոցների մշակմանը և հետազոտմանը։ Ուսումնասիրության հիմնական նպատակն է ստեղծել այնպիսի ծրագրային և ալգորիթմական գործիքներ, որոնք հնարավորություն կտան ավտոմատացնել բարդ ինտեգրալ համակարգերի ներբյուրեղային հաղորդակցական ենթակառուցվածքի նախագծման հիմնական փուլերը՝ նվազեցնելով նախագծման ժամանակը, մարդկային աշխատանքի ծավալը և սխալների հավանականությունը։ Ժամանակակից բազմամիջուկային և համակարգը-բյուրեղի վրա լուծումներում հաշվարկային հանգույցների քանակի աճը մեծացնում է դրանց միջև տվյալների արագ և հուսալի փոխանակման կազմակերպման կարևորությունը։ Այդ պայմաններում ավանդական ընդհանուր հաղորդակցական գծերը կարող են սահմանափակել համակարգի թողունակությունը և մասշտաբայնությունը, մինչդեռ ցանցային կառուցվածքը հնարավորություն է տալիս տվյալների փոխանցումը կազմակերպել ավելի ճկուն և բաշխված եղանակով։ Աշխատության շրջանակում կարող են ուսումնասիրվել ներբյուրեղային ցանցերի հիմնական կառուցվածքային բաղադրիչները՝ երթուղիչները, կապուղիները, ցանցային հանգույցները, հաղորդագրությունների փոխանցման մեխանիզմները և տվյալների երթուղավորման ալգորիթմները։ Հատուկ ուշադրություն է դարձվում ցանցի տոպոլոգիայի ընտրությանը, քանի որ դրա կառուցվածքը անմիջականորեն ազդում է հաղորդակցության ուշացումների, թողունակության, էներգիայի սպառման և սարքավորման ռեսուրսների օգտագործման վրա։ Ավտոմատացված նախագծման միջոցների միջոցով հնարավոր է ձևակերպել համակարգի պահանջները և դրանց հիման վրա ստանալ համապատասխան ցանցային ճարտարապետության տարբերակներ՝ հաշվի առնելով հաշվարկային հանգույցների քանակը, հաղորդակցության ինտենսիվությունը, տարածական սահմանափակումները և տեխնիկական այլ պարամետրեր։ Ուսումնասիրության կարևոր ուղղություններից է նախագծման բազմակրիտերիալ օպտիմալացումը։ Ներբյուրեղային ցանցի նախագծման ժամանակ անհրաժեշտ է միաժամանակ ապահովել բարձր արտադրողականություն, ցածր հաղորդակցական ուշացում, ընդունելի էներգասպառում, փոքր ապարատային ծախս և անհրաժեշտ հուսալիություն։ Այդ պատճառով ավտոմատացված համակարգը կարող է կիրառել մոդելավորման, գնահատման և օպտիմալացման ալգորիթմներ՝ տարբեր նախագծային լուծումներ համեմատելու և առավել նպատակահարմար տարբերակը ընտրելու համար։ Աշխատանքում կարող են ուսումնասիրվել նաև նախագծման գործընթացի ավտոմատացման տարբեր մակարդակները՝ ցանցի տոպոլոգիայի և երթուղավորման մեխանիզմի ընտրությունից մինչև ապարատային նկարագրության ստեղծում և դրա հետագա ինտեգրում բյուրեղի ընդհանուր նախագծում։ Ծրագրային գործիքների կիրառմամբ հնարավոր է կրճատել նախագծման ցիկլը և ավելի վաղ փուլերում հայտնաբերել հնարավոր խցանումները, հաղորդակցության կոնֆլիկտները և կատարողականության սահմանափակումները։ Մոդելավորման և փորձարկման միջոցով կարող են գնահատվել մշակված միջոցների արդյունավետությունը տարբեր ծանրաբեռնվածությունների և ցանցային կոնֆիգուրացիաների պայմաններում։ Կարևոր ցուցանիշներ են հաղորդագրությունների փոխանցման միջին և առավելագույն ուշացումը, ցանցի թողունակությունը, երթուղիչների զբաղվածությունը, էներգիայի սպառումը և ապարատային ռեսուրսների ծավալը։ Հետազոտության գործնական նշանակությունն այն է, որ մշակված ավտոմատացված նախագծման միջոցները կարող են կիրառվել բազմամիջուկային պրոցեսորների, համակարգը-բյուրեղի վրա լուծումների, ներկառուցված համակարգերի և այլ բարդ ինտեգրալ սարքերի նախագծման գործընթացներում։ Դրանք կարող են նպաստել նախագծման արագացմանը, տարբեր ճարտարապետական լուծումների համեմատության պարզեցմանը և վերջնական համակարգի արդյունավետության բարձրացմանը։ Աշխատությունը կարող է հետաքրքրել միկրոէլեկտրոնիկայի, համակարգչային ճարտարապետության, VLSI նախագծման, ավտոմատացված նախագծման և ներբյուրեղային հաղորդակցական համակարգերի մասնագետներին ու հետազոտողներին։ Ընդհանուր առմամբ, ուսումնասիրությունը միավորում է համակարգչային ճարտարապետության, ցանցային տեխնոլոգիաների և ավտոմատացված նախագծման սկզբունքները՝ նպատակ ունենալով մշակել արդյունավետ գործիքներ, որոնք հնարավորություն կտան ավելի արագ և օպտիմալ կերպով նախագծել բարդ ներբյուրեղային ցանցեր։