Hardware/ASIC/SoC/NoC2009.11.06 15:52

  NxN Crossbar Network는 N 개의 Output port들과 N 개의 Input port들을 서로 연결하며, N Input Port들은 상응하는 교차지점에서 Node Switch에 의해 output port들에 연결 될 것이다.
  Crossbar topolgy는 input-output 연결에서 공간 분할 다중화(Space division Multiplexing)을 사용하고 모든 Input-Output연결은 이것이 가지고 있는 특정 목적의 Data 경로를 가진다. 이것은 Crossbar가 상호연결 경쟁(Interconnect contention)에 자유롭다는것을 의미한다.
  Crossbar Network의 교차점에서 Nodeswitch는 간단한 CMOS pass gate 또는 Tri-state CMOS buffer를 사용하며, 두 CMOS는 다른 Network topology에서 사용된 Node switch와 비교하여 상대적으로 간단하다.
  모든 bit는 긴 상호연결선을 통해 전달되며, Input과 Output을 연결한다. 또한 같은 열에 연결된 Node switch와 N switch들의 Input gate들을 toggle한다.
  Input Port 에서 부하는 wire capacitance와 N switch들의 Input Capacitance의 합이이다. 몇몇 Crossbar switch network에서는 목적지 경쟁(Destination contention)을 해결하기 위해 모든 교차점에 buffer를 사용하다. 이 글에서는 목적지 경쟁이 제어기에 의해 이미 해결되었다고 가정한다. 즉 Crossbar network의 전력 모델에서 필요한 buffer없다고 가정한다.

  위 그림은 Crossbar switch network의 Thompson Embedding을 보여준다. Thompson model에서 mapping은 straightforward이고, Crossbar switch fabric에서 총 bit Energy는 아래 방정식에 설명 된다.
E_bit_crossbar = N x E_Sbit + 8N x E_Tbit
E_Sbit : switch에서 bit energy.
E_Tbit : Thompson grid wire의 Bit Energy.
  각 Crossbar node switch는 4개 degree를 가진다. 하지만 두 Port는 feed-through ports로 사용된다. 그래서 2x2 Thompson grids를 차지한다고 가정한다, 두개의 여분의 grid는 각 Node switch에서 가로와 세로를 상호 연결하기 위해 필요하다. Input i에서 Output j를 경유하는 각 bit는 Input port i와 Output port j에 연결된 두 상호연결 선을 전달 될 것이다. 각 상호연결은 4N의 Thompson grid의 길이를 가진다.
  Crossbar는 상호연결 경쟁에 자유로은 잇점이 있지만, Input port와 Output Port N의 수에 Bit Energy는 선형적으로 증가할 것이다.

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Posted by Act of God