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Lightweight Hardware Synchronization
for Avoiding Buffer Overflows
in Network-on-Chips
Martin Frieb
(
B
)
, Alexander Stegmeier, J¨
org Mische, and Theo Ungerer
Institute of Computer Science, University of Augsburg, 86159 Augsburg, Germany
{martin.frieb,alexander.stegmeier,mische,
ungerer
}@informatik.uni-augsburg.de
Abstract. Buffer overflows are a serious problem when running
message-passing programs on network-on-chip based many-core proces-
sors. A simple synchronization mechanism ensures that data is trans-
ferred when nodes need it. Thereby, it avoids full buffers and interrup-
tion at any other time. However, software synchronization is not able to
completely achieve these objectives, because its flits may still interrupt
nodes or fill buffers. Therefore, we propose a lightweight hardware syn-
chronization. It requires only small architectural changes as it comprises
only very small components and it scales well. For controlling our hard-
ware supported synchronization, we add two new assembler instructions.
Furthermore, we show the difference in the software development process
and evaluate the impact on the execution time of global communication
operations and required receive buffer slots.