TELKOM NIKA , Vol. 11, No. 7, July 201 3, pp. 3546 ~ 3551   e-ISSN: 2087 -278X           3546      Re cei v ed  Jan uary 10, 201 3 ;  Revi sed Ma rch 1 3 , 2013;  Acce pted Ma rch 3 0 , 2013   Intra-Inter Triplet Object Interaction Mechanism in  Triplet-Based Hierarchical Int e rconnection Network      Talpur Shah na w a z *1,2 , Qureshi Imran Ali 2 ,  Khahro Shahna w a z Farhan 1 , Kav i ta  Tabba ssum 3 , Erum Saba 3    1 Beijin g Institute of  T e chnol og y,  Beij in g, P. R. China    2 Mehran U n ive r sit y  of en gin e e r ing a nd T e chn o lo g y  J a mshor o, Sindh, Pak i s t an   3 Information T e chno log y  C ent er, Sindh Agr i c u lture U n ivers i ty T andoj am, Pakistan   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : talpur@ b it.ed u .cn *1 , shahna w a zfarh an@ g m ail.com       A b st r a ct     Object ori ent ed la ng ua ges  usual ly av oid  direct  messa ge p a ssin g , d ue to its co mplicat e d   imple m entati o n ,  thoug h that  i s  the pr omisi n g w a y to co mmu n ic ate in   co ncurre ntly in he rited o b jects.  W i th   the adv anc e m ent in th e h i g h  perfor m anc e  computi ng  sy stem, i n teracti on b e tw een p a rall el  app lic atio n   obj ects onto p h ysical c o res b e co mes o ne of  the signific ant issues, w h ich i s  not fully expl ored yet. In obj ect   orie nted pr ogr amming  attrib ute data is i n clud ed in  obj e c ts and their  state can be  chan ge d usin g  the   meth ods. O b je cts ena bl e  ma ssage  p a ssin g  to ot her  obj ec ts interacti n g   w i th each  oth e r . Co mpr ehe ns ive   prob le ms  c an be mo ld ed by   obj ect-ori ente d  meth odo lo gy , and s o lv es d i fficult pro g ra m runn in g o b jec t - orie nted  pro g r a ms.  Cor e s co mmu n icat e w i th e a ch  other  t h rou gh c o mmu n icator  an d  gro ups  in MPI,  bu t i n   our refer enc e  architectur e  T B HIN (T ripl et Based  Hi erarc h ical  Interco n n e ction  Netw or k), the cores  ar e   alre ady facti o n  in T r ip lets. W e  pro pos e IIT OIM Model to   i m prove th e p e rformanc e w i th efficient i n tra-i n te r   triplet cores co mmu n icati on  mecha n is m betw een the  obj ects in T B HIN.       Key w ords :  TBHIN, CMP, OOP, Message Passin g , Multi- Core        1. Introduc tion   A lot of research is bei ng done o n  chip multi pro c e s sor a nd high pe rforma nce  comp uting.  Ho wever  mul t iple co re s a r e in co rpo r at ed on  chi p  to increa se t he efficie n cy  of  comp utation.  Interco nne cti on scala b ility, flex ibility and reliability ca n  be achieved  whe n  Net w ork - on-chip e nabl es mo re integ r ated cores o n  system -on - Chip.    Quite a lot o f  applicatio n  are  su ccessf ully  develope d in high p e rforman c e  co mputing  with hig h  deg ree of th rea d   parall e lism .  Comm on to t hese ap plicati ons i s  MPI (m essag e  Passi ng  interface) fra m ewo r k and  the platform  is clu s ter  computing  wit h  hund re ds  of CPUs but  the   resea r chers  also  me ntion  some  d e me rits of  MP I in  e m bedd ed  mul t icore   system s a s  the li bra r y  of MPI is a big obsta cle in  accomm odati ng in local memory.    In cu rre nt do main of  com puting, the f o cu s of th e  venders i s   CMP archite c ture  with  gro w ing num ber  of cores. The  ap plication  should  be  desi gne d in such  a man n e r  that ca n ea sily  be ad opted  by pro c e s sors to run the m  in mult ithread.  Obj e ct oriente d   sta n dard allo ws cod e   maintena nce, reu s a b ility and  scalabilit y [1].  Multiple obj ect s   accumul a te  a cla s s in  o b ject  oriente d  app roach. Each o b ject is ind e n t ified as  solo  entity  [2].   For de cad e s o b ject ori ente d   prog ram m ing  is the m a in stream fo r d e velopin g  ap plication but o b je cts o n  phy sical co re s in  HPC  need  mo re  attention to  ma p pa rallel  p r o g ram s  [3]. M e ssag e i s  the  co mmon  wa y throu gh  whi c h   obje c ts can in teract  with ea ch othe r.   In the multicore e r a there  are  the obj ect or ie nted architectu re whi c h  supp orts  obje c ts  dire ctly mapp ed on the  cores. Fe w sig n i f icantly 2DM e sh multi c ore  architectu re s,  base  on three   interconn ect stru cture  wit h   hier archi c a l   grou ping of  sha r ed stor age in cludi ng  tile layout and   multi-mod a l n e w te ch nolo g y  feature s   of  CMP.  Th ose  have h a rd wa re  sup p o r t on  the m e ssag e  mech ani sm a nd obje c t ma nagem ent.  The d e velop m ent p r o c e s s of  obje c t-o r iented  software fin d s su ch  a wi de  range  of  appli c ation s , due to inhe rent parall e lism [4][5][6][7 ]. The main force lie s in the emergen ce  of  obje c t-o r iente d  techn o logy , significa ntly r edu cing  so ftware devel opment effort . Based on t he  resea r ch of  multico r e m e ssage  co mm unication p a radigm, in thi s  pa pe r we  prop ose o b je ct  intera ction/co mmuni cation Mech ani sm within  a singl e  triplet  core and cores ou tside  that  trip let  c a lled Intra-Inter-Core Objec t  In terac t ion  mec h anis m  (I ITOIM).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   e-ISSN:  2087 -278X     Intra-Inter Tri p let Object In teraction Mechani sm  in Triple t-Based ... (Talpur Shahnawaz)  3547 The pa pe r is orga nized  with different  Sect ion s . Se ction 2 ill ustrate obje c t hy pothe sis.  Section 3 de monst r ate s  communi catio n  model.  Sect ion 4 expre sses me cha n ism and evalua tion.  In Section 5 related work is discusse d.  Paper  will be concl ude d in section 6.       2.  Object M ess aging H y pothesis   2.1 Messa ge  necessi t y  b e t w e e n  obje c ts    The method s  and data buil d  an entity, called obj e c t. Gene rally mu ltiple object s  employ a   signifi cant  rol e  in me ssag e pa radi gm  particula rl y in teractin g  with  each oth e r.  Different  obje c t  oriente d  lan g uage s p r ovid e different m e ch ani sms fo r interactin g  betwe en obj e c ts li ke in jav a  by  usin g parame t ers.   In object o r iented prog ra mming, meth ods a r e  call ed either di rectly or by passin g   para m eters. The sa me proce dure is kn own a s   me ssage pa ssing  whe n  the method s exist on  one   core and a r e calle d by obje c ts ru nni ng in an an other  core in multico r e  architectu re.  The  messag e se nd  a nd re ce ive  is additi onal co urse  of actio n   co mpari ng to  the  conve n tio nal  method s calli ng in OOP.   Some re sea r che r  thoug ht there shoul d be som e  information st ay alive, when the obje c t  at one  co re  receive s  m e ssag e fro m   se nder obj ec t  o f  other  co re.  In other word s the  me ssa ge  handl er  will b e  call ed fo r a ppro p ri ate a c tion. The inte ractio n b e twe en the  obje c t s  could  direct ly  or indi rectly depe nd on th e sen d  and receive in itiat o r and the  synch r on ou s a nd asyn ch ron ous  comm uni cati on.     2.2 Object  Associa t ion o n  cores   There are mu ltiple obje c ts  runni ng o n  e a ch  co re a s   sho w n in  Fig u re 1. O b je ct con s i s ts  of data and functio n s op erate on t hat data. Each obj ect is the  owner of an indi vidual queu e of  messag es th at store s  eve r y service re q ueste d to  it [8]. Each co re i s  al so o w ne r  of object q u e u e   within the T r i p let. There will be an o b je ct table  for o b ject recognit i on amo ng e a ch  other, a p art  from intra  or i n ter core com m unication.  Our m odel i s   different from  MPI. We don ’t need g r ou pi ng  whi c h i s   extra bu rde n  o n   pro c e s sor to  ran k  the  core in  ea ch  group. In  our schem e  within  a   Triplet i n tera ction  betwee n  obj ect s  i s   sup p o s ed   “in t ra  core” an d  between  the  Tripl e ts is said  “inter core” communi catio n .                Figure 1. Inter Core Interaction      3.  Object Com m unication Model  in  TBHIN   3.1 An Intra  Triplet Object communication  In Figure 1,  assume that  whe n  first ob ject  of c o re I, lik es  to communicate to c o re J ’ s   se con d  o b je ct, the me ssag e is create d  t o  send   OB J2  of J,  whi c h  re ceive th e me ssage  an d  se nd  back the  ha n d ler  add re ss.  OBJ1  of I re ceive  the  me ssage  and  ex ecute t he m e thod requi red  or  may need  d a ta to com p l e te the job.  In the TBHI N Obj e ct o r i ented a r chite c ture s, it will  b e   deci ded  acco rding  to tri p let  co de  whet he r the  me ssag e is for th e o b ject i n  the  same tri p let o r  for  the obje c t to different triple t acco rdin g DDR al gorith m  [9][10].    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              e-ISSN:  2087 -27 8 X   TELKOM NIKA  Vol. 11, No . 7, July 2013  : 3546– 355 1   3548 3.2 An Inter  Triplet Object communication    We  su ppo se  t hat  co re I ’ s f i rst  o b je ct  int e ra ct s   with the Core  Q’s firs t objec t. Firs t it is  deci ded  acco rding to th e triplet code th at the me ssa ge is  not for the obje c t o f  same tri p let .   Acco rdi ng to   the routing  schem e i n  TB HIN th e m e ssag e tran sfers from  so urce core to  target  core and the n  to the target obje c t.   Thre e triplets with nine co res are sh own  in  Figure 2. For identifi c at ion of each o b ject on  the core in the triplet,  we  build object i d entificat ion  wi th the  Core I D  exp r e s sed  in [2]. The  obj ect  ID is cre a ted  as the o b je ct is ente r ed in  obje c t queu e  with FIFO fa shion. The  se q uen ce nu mbe r   will be generated for that  object e. g Sq1, Sq2, …. Sqn. Every core  is  connected in Tripl e t-B a sed   Hierarchi c al Interconn ectio n  Netwo r k faction as  de scri bed in the ad dre ssi ng a s  given in Table 1.  Acco rdi ng to [4] the sequ en ce num be r (S q) will be a d d ed to gene rat e  obje c t ID.          Figure 2. Intra/Inter Triplet  Object s Co m m unication M a ch eni sm in TBHIN      Table 1. TBHIN Adre ssesi n g   Trip let 1(0 1 )  Trip let 2(1 0 )  Trip let 3(1 1 )  Co re  1  Co re  2  Co re  3  Co re  4  Co re  5  Co re  6  Co re  7  Co re  8  Co re  9  0101  0110 0111 1001 1010 1011 1101  1110 1111      3.3 Unique o b ject Sequ e n ce Numb er   Every co re i s  recogni ze d  with al pha b e t and th e o b ject i s  di sti ngui she d  wit h  alph a   nume r ic label  “obj ”  plu s  n u mbe r  a c cording to  the  e n tran ce i n  q ueue, m a ki n g  Uniqu e  O b ject  Sequen ce  (UOS) a s  id enti f ication. Th e  obje c ts  will b e  ackn owl e d ged th rou gh  UOS in  se ndi ng   and re ceivin g  message s b e twee n so urce core and ta rget co re.   Each o b je ct may have  seve ral thread s. The I D  for th rea d s  will be  gene rate d   “obj +nu m be r+Tnu m be r”.  The th rea d  q ueue  will  be  maintaine d  in  ea ch  obje c t  at L1  cache  as  alrea d y expre s sed in [8] wh ere ea ch o b je ct has in divid ual que ue.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   e-ISSN:  2087 -278X     Intra-Inter Tri p let Object In teraction Mechani sm  in Triple t-Based ... (Talpur Shahnawaz)  3549 4. Proposed  M echanism    Triplet Ba se d Hie r a r chical Intercon ne cti on  Network obj ect  orie nted a r chitecture h a s   pro c e ssi ng u n it performs t he sam e  ope ration a s   AL U in gen eral  CPU ,except the I/O Operation  whi c h is supp orted by messag e queu e. Obje cts  are modified by method s run n ing in pro c e ssi n g   part  and dat a is sto r ed in  Data part L1  cache an d so on. Processing p a rt se n d  messag es  to  other obj ect s  throug h interconne cted p a rt .          Figure 3. Obj e ct Intera ctio n in TBHIN A r chite c tu re           Figure 4. Obj e ct Intera ctio n Algorithm       Figure 3 sho w s p r o c e s sin g  part of sou r ce  Co re exe c uting in struction messa g e .  From  the computer’s point of vi ew,  instructions  are the smallest   tasks/jobs whi c h  cannot be divided  further.  Ope r ator a nd  ope rand  com p o s e  an in structio n [11].The  m e ssag e buil d s up in  the  so u r ce  core Interco n necte d pa rt Buffer waitin g to be sent , the messa ge thro ugh t he central  p o int  forwa r d to  In terco nne cted  part of th e t a rget  co re, ultimately reaches  the target objec t. After   being  re ceive d  at target  Core a nd tem pora r ily  sto r e d  in buffer q ueue,  ca che  pro c e s ses it  at  approp riate time. This p r o c e ss i s  mainl y  based o n  the obje c t tabl e for the Position/Location  of  obje c t in messag e queu e. Then the pri o rity of  the me ssage will b e  inserte d  into the messag e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              e-ISSN:  2087 -27 8 X   TELKOM NIKA  Vol. 11, No . 7, July 2013  : 3546– 355 1   3550 queu e whi c h  will be ou r fu ture work not  focused in t h is pa per. Th en me ssage/ notice i s  se nt to   the targ et obj ect waiting fo r processin g . At this  point  pro c e ss  of m e ssag e sendi ng an d re ceiv ing  has be en  co mpleted  and   next (me s sag e )  pro c e s sing  is ca rri ed  ou t by targ et co re . P r o c e ssi ng   part in reply  to perviou s messag e ma y send the  a ddre s s of the data/ method or invoke that  method which is nee ded b y  CoreI’s o b jI1 to complete  the task.   Figure 4 illustrate the obj ect intera ctio n algorith m . In Figure 5 t he simul a tion  graph  sho w s the p e rform a n c e o f  the obje c ts  (intra i n te r triplet interac t ion). C1 T1 rep r esents th e first   core of triplet 1 , C2T1 Core  2 of triplet one  and C3 T 3  core 3 of tripl e t 3. The DDRA algo rithm will  be used which is alre ady d e cla r ed fo r TBHIN.            Figure 5. Empirical Graph        5. R e lated  Work  Author T a n s e l  Ersavas i n  [ 12] define d  m e ch ani sm for  comm uni cati ng obj ect s   with fuzzy  logic techniq u e  FOBM,  usi ng  con s traint s in  invisi ble  messag e  swa pping  for obj e c t ma nipulati on.  Authors Taka yuki Tachika w a and M a koto Taki za wa  in [4] descri be a proto c ol  based o n  group  comm uni cati on am ong  ob jects. M e ssa ges delive r ed  between  obj ects in  gro u p s  a r e  sai d  int r a- grou p comm unication.  Authors P.N.G r een  and  M.D. Edwa rd s in  [13] descri b e re config ura b le  hard w a r e o b j e cts d e velop m ent model f o r appli c at io n  used in e m b edde d syste m s an d high l e vel  comm uni cati on between  softwa r e o b j e cts a daptin g Moo s e Ob ject-Orie n ted  system. Authors  David  Ung e r  and Sam  S. Admas in [14 ]  expre s sed  chann el level  messagi ng i n  the catego rie s  of   buffered, raw and stre ami ng for perfo rmance me a s urem ent of TILE64. Authors MA Liwi e and  SUN Yihe i n  [15] articul a te d that one o b ject can  inv o ke oth e r o b j e ct’s m e thod,  after re ceivi n g   messag e it al so  ca n trig ger that metho d .  Autho r  Li ch eng Xu e a nd   Feng  Shi  i n   [16 ] intro d u c ed     OCCU ha rd ware  ba sed  scheme fo r m e ssage  pa ssin g  in  CMP   to  co mmuni cat e  bet wee n   co res  in TriBA  ba se d on   NO C b u t  our work i s   different  from  that a s  it  em ploys  pu rely  uppe r l angu a g e   level obje c ts  oriente d  me ssag e mechan ism.       6. Conclu sion   In this p ape r  we  sho w  th e  intera ction  be tween th e o b j e cts in T r iplet - Based  Hie r a r chi c al  Interco nne cti on Net w o r k.  The result shows t hat when the o b je ct in one tri p let need s so me   method s  whi c h  are u nde r anoth e r core ’s o b je ct gu ardian ship  then  ho w  su ch  ite r ation  could   be  placed verse s  num be r of  host s . Thi s  m e thod  coul d b e  used for i m provem ent in  the perfo rma n ce  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   e-ISSN:  2087 -278X     Intra-Inter Tri p let Object In teraction Mechani sm  in Triple t-Based ... (Talpur Shahnawaz)  3551 and efficie n cy. In the future wo rk  we  wil l  work o n  mo re level s  of T B HIN a s  the  numbe r of co res  is increa sin g  rapidly in CM P.        Referen ces   [1]    Meng xiao  L, W e i x in g J,  Xing   P, Jia x i n  L.  A   Parallel Mem o r y  System M o d e l for M u lti-c o re Proc essor .  IEEE Internatio nal C onfere n ce  on Net w ork i ng ,  Architecture a nd Storag e (N AS). 2009: 21 9 - 222.   [2]    Meng xiao L, W e i x in g J, Jiaxin  L, Xing P.  Storage Archit ectu re for an On-Chip Multi- Core  Processor .   12th Eur o micr o confer ence  o n  Dig ital S y ste m  Desi g n , Architecture, Meth ods a nd T ools. 200 9: 263 - 270.   [3]    I-Hsin C, C h e - Run g  L, Ji az hen g Z ,  Yeh- Chin g C.  Hier a rchic a l Ma pp i ng for  HPC  Appl icatio n .  Proceedings  of the IEEE Inter natio nal S y mposium  on Para llel  and Distributed Proc essing Workshops   and Ph D F o ru m (IPDPSW  ' 1 1). 2011: 1 815- 182 3.  [4]    T a kay u ki T .  a nd Makoto T .   Object-Based  Message Or deri ng in Gro up Co mmunic a tion.  Th i r d   Internatio na l W o rkshop on Object-Oriente d   Re al-T ime D epe nd abl e S y s t ems. Ne w p ort Beach, C A .   199 7: 315- 322.   [5]    W e ixing  J,  Yi zhuo W ,    Z h i  H,   Junq in g Z ,    Xi  L.  Expl or ing  obj ect-lev e l  para lle lis m o n  chip  multi- process o rs . Algorithms a nd A r chitectures for  Parall el Pr oc e ssing L e cture  Notes in  Comp uter Scie n c e   Volum e  74 40. 201 2: 80-8 9 .   [6]    Yang W, Guofeng Q. A M u lticor e Load  Balancing Model B a sed on Java NIO.  TE L K OM N I KA  Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri ng.   2012; 1 0 (6): 1 490- 149 5.   [7]    Mr Nigel M. Devel o p i ng a  Secure Prog ramming Mo d u le to cop e  w i t h  Moder n Vuln erab iliti e s .   Internatio na l Journ a l of Infor m ati on & Netw ork Security (IJINS) . 2012: 1(1 ) : 41-44.   [8]    José A. Á, Javier R, Jos é   J. F.  F r om Structured to  Object Orie nted  Progra mming  in Par a ll e l   Algorit h m s F o r 3D Imag e Reco nstruction . Proceedi ngs  of the 8th w o rksh op on  Parall el/H igh - Performanc e Object-Orie n ted  Scientif ic C o m putin g (POOSC ' 09). 2009: 1 - 8.  [9]    Qiao B, Shi F ,  and Ji W .    A New  Routin g  Algorith m   in  T r iple-b ase d  H i erarch ica l  Inte rconn ectio n   Netw ork.   Proceed ings  of the F i rst Internation a l Co nfere n c e on Inn o vati ve Comp utin g, Informatio n   and C ontrol (IC I CIC' 06). 2006;  1: 725-72 8.   [10]    Yang Z ,  F e n g  S, Qi Z ,   T a lp ur S,Z i yu  L.  Express R outer Micr oarc h itecture for  T r iplet-b a s e d   Hierarc hic a l In terconn ectio n  Netw ork . IEEE 14th Intern ati ona l Co nferen ce on H i gh P e rformanc e   Comp uting a n d  Communic a tio n . 2012: 2 95-3 02.   [11]    Bin L, Z h i-Ch en T ,  Yu-Jin  G.  T r iplet-bas ed arc h itectur e  an d its  pro c ess  migr atio n  mecha n is m.     Internatio na l C onfere n ce o n  Machi ne le arni ng an d C y b e m e tics. 2009; 5:  275 4-27 58    [12]   T ansel  E.  Enha ncin g Obj e ct Co mmu n i c ation M e ch a n is ms.  T e chnolo g y  of Obj e ct-Orient e d   Lan gu ages a n d  S y stems (T OOLS 27). 199 8: 232.   [13]    P.N.Green and M.D.Ed w a r d s.  Object Oriented developm ent meth od for reconfigurable embedded  S y stems.  IEE Proc-Com put. Digit. Tech . 20 00; 147( 3): 153  - 158   [14]    David U, Sam  S. A.   Hosting an Object He a p  on manyc o re  Hardw a re: An Explorati on.   DLS ‘0 9 the   5 th  sy m pos ium  on D y n a mic la ngu ag es. Orlando, F L , USA. 200 9: 99-1 1 .   [15]    MA L, SUN Y. Object-Ori ent ed S y stem-o n- Net w ork-o n -C h i p T e mp late a nd Impl ementa t ion: H.26 3   Case Study .   T s ing hua Sci enc e and T e ch no l ogy.  200 8; 13( 1): 98-10 5.  [16]   Lich eng  X, F e n g   S.   Low  overhea d obj ect co mmu n icati on s c he me i n  CMP  imp l e m e n tatio n  of object- orie nted progr amming .   Proc eedings  of the IEEE 15th Inter national Conf erenc e on P a rallel  an d  Distribut ed S y s t ems (ICPADS). 2009: 92 5-93 0.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.