HPC(High Performance Computer)은 다수의 계산노드를 초고성능 상호연결망으로 연결하여 클러스터 시스템으로 구성된 시스템이다. 이러한 HPC 시스템에서 사용하는 계산 노드 간의 연결 네트워크 기술로는 Infiniband, Ethernet 등의 기술이 많이 사용된다. 최근 PCIe 표준의 발전으로 인해서 컴퓨터 호스트는 고속의 주변 장치 디바이스를 주로 PCIe Bridge 인터페이스에 연결하여 사용한다. PCIe 표준 기술 중 컴퓨터 노드 간의 직접 연결하는 방식으로 Non-Transparent Bridge(NTB) 기반의 인터콘넥션 표준이 존재한다. 그러나 NTB의 기본 표준은 두 노드 간에 분리된 메모리를 제공하는 방식이기 때문에 다중 노드를 직접 연결하기 위해서는 추가된 구성 방법이 필요하다. 본 논문에서는 다중 NTB 포트에 직접 연결된 다수의 호스트들 간에 무스위치 네트워크를 구성하여 NTB 통신을 이용한 데이터 공유 방법의 설계와 구현에 대해서 다룬다. 각 호스트에 연결된 두 개의 NTB포트를 이용해서 링 네트워크를 구성하고, 링 네트워크 상에서 NTB 인터컨넥션을 이용한 데이터 공유 방식의 구현을 하였다. 이와 같이 PCIe NTB 기반 무스위치 네트워크를 통해서 기존의 인터커넥트 네트워크에 비해서 Cost-Effective한 HPC 상호연결망을 구성할 수 있다.
The role of the interconnect network, which connects computing nodes to each other, is important in high-performance computing (HPC) systems. In recent years, the peripheral component interconnect express (PCIe) has become a promising interface as an interconnection network for high-performance and cost-effective HPC systems having the features of non-transparent bridge (NTB) technologies. OpenSHMEM is a programming model for distributed shared memory that supports a partitioned global address space (PGAS). Currently, little work has been done to develop the OpenSHMEM library for PCIe-interconnected HPC systems. This paper introduces a prototype implementation of the OpenSHMEM library through a switchless interconnect network using PCIe NTB to provide a PGAS programming model. In particular, multi-interrupt, multi-thread-based data transfer over the OpenSHMEM shared memory model is applied at the implementation level to reduce the latency and increase the throughput of the switchless ring network system. The implemented OpenSHMEM programming model over the PCIe NTB switchless interconnection network provides a feasible, cost-effective HPC system with a PGAS programming model.
Local Interconnect Network(LIN)은 저속의 차량 통신 버스로 윈도우, 도어, 공조, 조명 등 바디 어플리케이션에 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 LIN 버스의 프로토콜과 메시지 프레임에 대해 자세히 설명한다. LIN 버스에서는 기본적으로 메시지 프레임에서 ID와 페이로드만 전송하며, 이들 ID와 페이로드를 해석하는 방법은 LIN Description File(LDF)를 통해서 각각의 LIN 버스마다 다르게 정의한다. 본 논문에서는 LDF의 문법과 예제에 대해서도 자세히 설명한다.
차량 내부의 다양한 전자장치를 연결하는 차량 내 통신(IVN: in-vehicle network)은 실시간성, 저잡음성, 고신뢰성, 고유연성 등이 필요하며 CAN(controller area network), CAN-FD(CAN flexible data rate), FlexRay, LIN(local interconnect network), SENT(single edge nibble transmission), PSI5(peripheral sensor interface 5) 등 다양한 기술이 있다. 본 논문에서는 이들 기술의 동작 원리에 대해 살펴보고 각 기술의 적용 대상과 장단점에 대해 설명한다.
A simplified resistor network model for electrical and mass transport in anode-supported planar solid oxide fuel cell (SOFC) was constructed in order to investigate the effect of interconnect rib geometry on the cell performance. For accurate potential calculation, activation and concentration over-potentials at the electrode/electrolyte interfaces were fully considered in this calculation. When contact resistance was not considered, the optimum interconnect rib length were calculated to be $0.1{\sim}0.2$ mm for 2 mm half unit cell for given operation conditions and properties. However, with realistic contact resistance, the interconnect rib length should be increased to provide larger contact area and thus to obtain better performance.
In this paper, a mathematical model and a simulation method for the response time analysis of Local Interconnect Network(LIN) based network systems are proposed. Network-induced delays in a network based control system can vary widely according to the transmission time of message and the overhead time of transmission. Therefore, in order to design a distributed control system using LIN network, a method to predict and verify the timing behavior of LIN protocol is required at the network design phase. Furthermore, a simulation environment based on a timing model of LIN protocol is beneficial to predict the timing behavior of LIN. The model equation is formulated with six timing parameters deduced from timing properties of LIN specification. Additionally, LIN conformance test equations to verify LIN device driver are derived with timing constraints of the parameters. The proposed model equation and simulation method are validated with a result that is measured at real LIN based network system.
일반적으로 MPSoC(Multi-Processor System on a Chip)의 설계 및 구현을 위한 비용이 높고 시간이 오래 걸리며 복잡하기 때문에 이를 위한 IP(Intellectual Property)의 기능 및 성능을 검증하기 위해서는 플랫폼을 이용하여 테스트한다. 본 논문에서는 멀티 프로세서에서 CPU(Central Processing Unit) 간의 Interconnect Network 구조를 기반으로 하는 IP를 검증하기 위한 플랫폼 구조를 연구하고, 이를 바탕으로 응용 프로그램을 수행하였을 경우에 단일 프로세서를 사용했을 때보다 얼마나 많이 성능이 향상될 수 있는지를 보이고자 한다.
최근 수년간 전기적 상호 연결 (electrical interconnect, EI) 기반 네트워크-온-칩 (Network-on-Chip, NoC) 에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 궁극적으로 금속 배선은 대역폭, 응답 시간(latency), 전력 소모 등에서 물리적 한계에 직면할 것으로 예상된다. 실리콘 포토닉스(silicon photonics) 기술 발전으로 광학적 상호 연결(optical interconnect, OI)을 결합한 하이브리드 광학 네트워크-온-칩(Hybrid Optical NoC, HONoC)이 이러한 문제를 극복하기 위한 유망한 해결책으로 부각되고 있다. 한편 시스템-온-칩(System-on-Chip, SoC)은 높은 에너지 효율을 위하여 이기종 멀티 코어(Heterogeneous multi-core)로 구성되고 있어서 정형화된 토폴로지 기반 NoC 아키텍처의 확장이 필요하다. 본 논문에서는 타깃 애플리케이션 트래픽 특성을 고려한 에너지 및 응답 시간 최적화 하이브리드 광학 네트워크-온-칩의 토폴로지 설계 기법을 제안한다. 유전자 알고리즘을 이용하여 구현하였고, 실험 결과 평균 전력손실은 13.84%, 평균 응답 시간은 28.14% 각각 감소하였다.
차량 내 전자장치에서 효과적인 서브 버스로서 표준화된 저속 직렬 통신 프로토콜인 LIN(local interconnect network)이 개발되었다. 본 논문에서는 LIN 버전 2.2A를 기반으로 LIN 제어기를 Verilog HDL을 이용하여 구현하였다. 구현된 LIN 제어기는 FPGA에서 동작을 확인하였으며 IP 형태로 제공되어 SoC 시스템에 통합이 가능하다. 0.18um 공정에서 합성하였을 때의 게이트 수는 약 2,300 게이트이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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