Resumo |
Este trabalho tem como objetivo abordar o uso de Redes de Interconexão com Múltiplos Estágios em conjunto com aceleradores reconfiguráveis em um FPGA, visando a otimização da comunicação entre componentes de um sistema. Dentre essas redes, algumas são conhecidas como Redes Bloqueantes, porque oferecem uma conexão eficiente e escalável, mas possuem a limitação de não suportar todas as permutações possíveis, o que pode resultar em conflitos de roteamento. Assim, para lidar com esse desafio, o trabalho propõe o uso de heurísticas e técnicas de otimização para minimizar os conflitos e melhorar a eficiência da rede multiestágio. Inicialmente, são utilizados grafos de código para serem posicionados em Elementos de Processamento (EP) em uma arquitetura reconfigurável heterogênea, que está conectada à Rede Multiestágio. Em seguida, o roteamento na rede é realizado, levando em consideração as características da rede bloqueante. O objetivo é encontrar o melhor conjunto de caminhos – ou seja, rotear todas as arestas do grafo – para a transmissão de dados, evitando conflitos entre diferentes transmissões que possam compartilhar uma mesma saída de um comutador. Uma das principais abordagens adotadas é a modificação do posicionamento dos vértices na arquitetura reconfigurável por meio de heurísticas, como um método guloso e a metaheurística Simulated Annealing (SA). Essas técnicas permitem explorar diferentes soluções e encontrar arranjos ótimos que minimizem os conflitos de roteamento. O método guloso realiza escolhas de posicionamento que parecem ser as melhores em cada etapa, podendo fazer isso em profundidade ou em largura, enquanto o SA utiliza um processo estocástico para escapar de mínimos locais e alcançar soluções melhores trocando dois vértices de EPs distintos, refazendo todas as conexões e avaliando a nova solução. Além disso, é empregada uma busca local como pós-processamento das soluções geradas, buscando refinar ainda mais os resultados obtidos. Por fim, a etapa final envolve a análise detalhada das soluções encontradas, identificando possíveis melhorias e ajustes finos nos parâmetros do SA para reduzir ainda mais os conflitos de roteamento. |