Published January 1, 2019
| Version v1
Publication
Open
Defender: A Low Overhead and Efficient Fault-Tolerant Mechanism for Reliable on-Chip Router
- 1. University of Engineering and Technology Taxila
- 2. Mälardalen University
Description
The ever-shrinking size of a transistor has made Network on Chip (NoC) susceptible to faults. A single error in the NoC can disrupt the entire communication. In this paper, we introduce Defender, a fault-tolerant router architecture, that is capable of tolerating permanent faults in all the parts of the router. We intend to employ structural modifications in baseline router design to achieve fault tolerance. In Defender we provide the fault tolerance to the input ports and routing computation unit by grouping the neighboring ports together. Default winner strategy is used to provide fault resilience to the virtual channel arbiters and switch allocators. Multiple routes are provided to the crossbar to tolerate the faults. Defender provides improved fault tolerance to all stages of routers as compared to the currently prevailing fault tolerant router architectures. Reliability analysis using silicon protection factor (SPF) and Mean Time to Failure (MTTF) metrics confirms that our proposed design Defender is 10.78 times more reliable than baseline unprotected router and then the current state of the art architectures.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أدى حجم الترانزستور المتقلص باستمرار إلى جعل Network on Chip (NoC) عرضة للأعطال. يمكن أن يؤدي خطأ واحد في NoC إلى تعطيل الاتصال بأكمله. في هذه الورقة، نقدم Defender، وهي بنية جهاز توجيه متسامحة مع الأخطاء، قادرة على تحمل الأعطال الدائمة في جميع أجزاء جهاز التوجيه. نعتزم استخدام التعديلات الهيكلية في تصميم جهاز التوجيه الأساسي لتحقيق التسامح مع الأعطال. في Defender، نوفر التسامح مع الأخطاء لمنافذ الإدخال ووحدة حساب التوجيه من خلال تجميع المنافذ المجاورة معًا. يتم استخدام استراتيجية الفائز الافتراضي لتوفير مرونة الخطأ لمحكمي القناة الافتراضية ومخصصي التبديل. يتم توفير طرق متعددة للعارضة لتحمل الأعطال. يوفر Defender قدرة محسنة على تحمل الأخطاء لجميع مراحل أجهزة التوجيه مقارنة ببنية جهاز التوجيه المتسامح مع الأخطاء السائدة حاليًا. يؤكد تحليل الموثوقية باستخدام مقاييس عامل حماية السيليكون (SPF) ومتوسط وقت الفشل (MTTF) أن تصميم Defender المقترح لدينا أكثر موثوقية بمقدار 10.78 مرة من جهاز التوجيه الأساسي غير المحمي ومن ثم البنى الحديثة الحالية.Translated Description (French)
La taille toujours plus petite d'un transistor a rendu le réseau sur puce (NoC) vulnérable aux défauts. Une seule erreur dans le NoC peut perturber toute la communication. Dans cet article, nous présentons Defender, une architecture de routeur tolérante aux pannes, capable de tolérer des pannes permanentes dans toutes les parties du routeur. Nous avons l'intention d'utiliser des modifications structurelles dans la conception du routeur de base pour atteindre la tolérance aux pannes. Dans Defender, nous fournissons la tolérance aux pannes aux ports d'entrée et à l'unité de calcul de routage en regroupant les ports voisins. La stratégie du gagnant par défaut est utilisée pour fournir une résilience aux pannes aux arbitres de canaux virtuels et aux répartiteurs de commutateurs. Plusieurs itinéraires sont fournis à la barre transversale pour tolérer les défauts. Defender offre une tolérance aux pannes améliorée à tous les niveaux de routeurs par rapport aux architectures de routeurs tolérants aux pannes actuellement en vigueur. L'analyse de la fiabilité à l'aide des mesures du facteur de protection du silicium (SPF) et du temps moyen avant défaillance (MTTF) confirme que notre Defender de conception proposé est 10,78 fois plus fiable que le routeur non protégé de base, puis que l'état actuel des architectures de pointe.Translated Description (Spanish)
El tamaño cada vez menor de un transistor ha hecho que Network on Chip (NoC) sea susceptible a fallas. Un solo error en el NoC puede interrumpir toda la comunicación. En este artículo, presentamos Defender, una arquitectura de router tolerante a fallos, que es capaz de tolerar fallos permanentes en todas las partes del router. Tenemos la intención de emplear modificaciones estructurales en el diseño del router de referencia para lograr la tolerancia a fallos. En Defender proporcionamos la tolerancia a fallos a los puertos de entrada y la unidad de cálculo de enrutamiento agrupando los puertos vecinos. La estrategia ganadora predeterminada se utiliza para proporcionar resistencia a fallas a los árbitros de canales virtuales y a los asignadores de interruptores. Se proporcionan múltiples rutas al travesaño para tolerar las fallas. Defender proporciona una mejor tolerancia a fallas en todas las etapas de los routers en comparación con las arquitecturas de routers tolerantes a fallas que prevalecen actualmente. El análisis de confiabilidad utilizando las métricas del factor de protección de silicio (SPF) y el tiempo medio hasta el fallo (MTTF) confirma que nuestro Defender de diseño propuesto es 10,78 veces más confiable que el router desprotegido de referencia y luego las arquitecturas de vanguardia actuales.Files
08852631.pdf.pdf
Files
(245 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a51a976652287f9afc1fd81380b95dc5
|
245 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مدافع: آلية منخفضة النفقات العامة وفعالة في تحمل الأعطال لجهاز توجيه موثوق به على متن السفينة
- Translated title (French)
- Defender : un mécanisme de tolérance aux pannes efficace et à faible surcharge pour un routeur fiable sur puce
- Translated title (Spanish)
- Defensor: un mecanismo de baja sobrecarga y eficiente tolerante a fallas para un enrutador confiable en el chip
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2979267983
- DOI
- 10.1109/access.2019.2944490
References
- https://openalex.org/W1501077214
- https://openalex.org/W1613923182
- https://openalex.org/W1963666158
- https://openalex.org/W1972949192
- https://openalex.org/W1975157752
- https://openalex.org/W1981991312
- https://openalex.org/W1996480057
- https://openalex.org/W2004016834
- https://openalex.org/W2022038016
- https://openalex.org/W2023856022
- https://openalex.org/W2041626447
- https://openalex.org/W2061010230
- https://openalex.org/W2097560795
- https://openalex.org/W2114172921
- https://openalex.org/W2116502191
- https://openalex.org/W2119677480
- https://openalex.org/W2125169487
- https://openalex.org/W2125263803
- https://openalex.org/W2134938805
- https://openalex.org/W2135743241
- https://openalex.org/W2138287722
- https://openalex.org/W2147446937
- https://openalex.org/W2147657366
- https://openalex.org/W2148047368
- https://openalex.org/W2153025112
- https://openalex.org/W2157225945
- https://openalex.org/W2160642395
- https://openalex.org/W2162128433
- https://openalex.org/W2164004001
- https://openalex.org/W2169875292
- https://openalex.org/W2171506849
- https://openalex.org/W2342582182
- https://openalex.org/W2534356780
- https://openalex.org/W2540609224
- https://openalex.org/W2787392862
- https://openalex.org/W2888616728
- https://openalex.org/W2899399284
- https://openalex.org/W2916821417
- https://openalex.org/W3008756550
- https://openalex.org/W3150832729
- https://openalex.org/W4253638730
- https://openalex.org/W4256189165