I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.   6 ,   No .   2 ,  J u l y   201 7 ,   p p .   10 5 ~ 1 1 0   I SS N:  2 089 - 4 864 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ij r es . v 6 . i2 . p p 10 5 - 1 1 0          105       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JR E S /in d ex   NO C  Ba sed Ro ut er Ar c hitec ture  D esig n Thro ug h De co upled  Reso urce Sharing  Using  CAB H R  A lg o rith m       A.   K a li m ut hu 1 ,   M . K a r t hik e y a n 2   1 De p a rtme n t  o f   ECE ,   JCT   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   T a m il n a d u ,   In d ia   2 P ri n c ip a l,   T a m il n a d u   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   T a m il n a d u ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   4 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   A p r   2 1 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Ma y   7 ,   2 0 1 7       A  Ne t w o rk - on - Ch ip s  (No Cs)  is  ra p id   p r o m isin g   f o r  a n   o n - c h ip   a lt e rn a ti v e   d e sig n e d   in   su p p o r t  o f   m a n y - c o r e   S y st e m - on - Ch ip s  ( S o Cs).   In   s p it e   o f   th is,   d e v e lo p in g   a n   in c re a se d   o v e ra ll   p e rf o r m a n c e   lo w   late n c y   N e t w o rk   o n   c h ip   u sin g   lo w   a re a   o v e rh e a d   h a s al w a y s b e e n   a   n e w   c h a ll e n g e .   Ne t w o r k   o n   Ch ip s   (No Cs)  b y   u sin g   m e sh   a n d   to r u s  in terc o n n e c ti o n   t o p o lo g ies   h a v e   b e c o m e   w id e l y   u se d   b e c a u se   o f   th e   e a s y   c o n stru c ti o n .   A   to ru s  stru c tu re   is  n e a rly   th e   sa m e   a s  th e   m e sh   stru c tu re ,   h o w e v e r,   h a s  v e r y   slig h ter  d ia m e t e r.   In   th is   re g a rd ,   we   p ro p o se   e f f e c ti v e   ro u ter d e sig n   f o r  De c o u p led   Re so u rc e   sh a rin g   in   a   to ru s  t o p o lo g y   b a se d   o n   c lu ste r in g   a lg o rit h m s  Ba se d   Hie ra rc h ic a l  Ro u ti n g   (CA BHR)   to   g e t  b e tt e r  th e   e ff icie n c y   o f   No C.   W e   sh o w  th a t  o u r  a p p r o a c h   is  p ro v id e s  im p ro v e d   late n c y   a n d   e n e rg y   c o n su m p ti o n ,   o v e ra ll   p e rf o r m a n c e   d e v e lo p m e n ts  c o m p a r e d   to   t h e   m o st d ist in g u ish e d   e x isti n g   ro u ti n g   tec h n iq u e .   K ey w o r d s :   C A B HR     Dec o u p led   r eso u r ce   s h ar i n g   No C s     Co p y rig h t  ©   2 0 1 7   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A .   Kali m u t h u ,    Dep ar t m en t o f   E C E ,   J C T   C o lleg e  o f   E n g i n ee r in g   a n d   T ec h n o lo g y ,   T am il n ad u ,   I n d ia .   E m ail:  k ali m u th u . en g g @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  So C s   is   estab lis h ed   to   p r o v id e  g o o d   p er f o r m a n ce   r eso lu tio n   f o r   f u lf i ll  th e  ex p an d in g   co m m u n icatio n   r eq u ir e m en t s   o f   ch a llen g i n g   Ver y   lar g e   s ca le  in te g r atio n   cir cu its .   S y s te m   o n   c h ip   p r o v id es   h ig h   e f f icien c y   f r o m   r eu s i n g   p r ed ef in ed   I n tellec tu al  P r o p er ty   ( I P s ) .   Sy s te m   o n   c h ip   e m p lo y ed   to   b e  lin k ed   I P s   th r o u g h   u s i n g   b u s s es ;  h o w e v er ;  co m m o n   c h a n n el   b u s e s   ca n   p r o b le m s   th e   t h r o u g h p u t.  B ec a u s e   th e  co m p le x it y   f o r   So C   r aises ,   li m it s   o n   p o w er   d is s ip atio n ,   ch i p   s ca lab ilit y   a n d   o p er atin g   f r e q u en c y   ar e  r ec eiv i n g   m o s t  i m p o r ta n t  p r o b lem s .   Ma j o r   So C   w ill  ca u s e  co n s id er ab le  r is e  in   in ter co n n ec tio n   n ee d s   lead in g   to   m o r e   en er g y   co n s u m p tio n   as  w el l  as  d ela y .   T h e  Net w o r k   o n   C h ip   ( No C )   is   an   alter n ati v e  tech n o lo g y   o f   So C   t h at  i s   p r o p o s ed   lik e  r eso l u tio n   f o r   th e  i n ter co n n ec tio n   is s u e   o f   lar g e  s ca le   So C s .   Net w o r k   o n   C h ip   co n s i s ts   o f   p r o ce s s in g   e le m e n t s   ( P E s )   in ter co n n ec ted   th r o u g h   n e t w o r k   I n ter f ac e  ( NI ) ,   co m m u n ic atio n   ch a n n els  a n d   s w itc h es.  No C s   ac co m p li s h   h ig h er   s ca lab il it y   a n d   also   b etter   p er f o r m a n ce   o f   th e  o n - ch ip   in ter co n n ec tio n   w ir e s .   I n   Net w o r k   o n   C h ip ,   a  n o r m al  i n ter co n n ec tio n s   s i m ilar   to   p o in t - to - p o in t  w ir es   as  w ell  as  b u s s e s   s tar tin g   s o u r ce   to   d e s ti n atio n   I P s .   T h e  No C   b ec a m e   an   e f f icien t  ap p r o ac h   to   t h e  co n v en tio n al   b u s   b ased   d esig n   f o r   in te r   co r e  co m m u n i ca tio n .   I n   [ 1 ] ,   Netw o r k   o n   C h ip   ( No C )   is   r ea lized   th r o u g h   t h e  u s e  o f   T o r u s   s tr u ct u r e.   T h ey   r ec o m m en d ed   a  r o u tin g   alg o r it h m ,   r o u ter   d esig n   a s   w ell  as  g i v en   s o lu tio n   to   th e  ch a llen g e  o f f er ed   f r o m   t h e  lo n g   w ir e   co n n ec tio n   w it h in   to r u s   s tr u ct u r e  th r o u g h   p ip e - li n in g   b o th   t h e  lo n g   an d   s h o r t  w ir e  co n n ec tio n   b y   i n cr ea s e  th e   in p u t  b u f f er s   co n n ec ted   to   th e  lo n g   w ir es.  B ec au s e  o f   th e  f ac t,  g ate  d ela y s   w il l  b e  s ca l e  d o w n   alo n g   w it h   tech n o lo g y .   L ar g e - s ca le   w ir e  d elay s   u s u all y   r i s e  tr e m e n d o u s l y ,   lin ea r l y   b y   i n cl u d in g   r ep e ater s   [ 3 ] .   T h e  d ela y   m a y   p o s s ib l y   m ee t  o r   ex ce ed   r estrictio n   o f   a  clo ck   c y cle  o r   r ep ea ted ly ,   a  n u m b er   o f   c lo ck   c y cles,  in   s p ite  o f   r ep ea ter   in s er tio n .   Fo r   u ltra   d e ep   s u b m icr o n   m et h o d s ,   7 5 %  o r   a  lo t  o f   d ela y   w it h   cr u cial  p a th s   m a y   b e  d u e  t o  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   2 ,  J u l y   2 0 1 7   :   10 5   –   11 0   106   in ter co n n ec ts   [ 4 ] .   No w ad a y s ,   Net w o r k s   o n   C h ip   ar e  co n s id er ed   to   b e  a  s ca lab le  alter ativ e  u s ed   f o r   o n   ch ip   co m m u n icatio n .   Her e,   t h e  p as t  f e w   d ec ad es  Ne t w o r k   o n   C h ip   h as  ap p ea r ed   li k e  a   d ev el o p in g   a n d   es s e n tial   r esear ch   f ield .   Net w o r k   to p o lo g y ,   r o u ter   ar ch itectu r e  as  well  as  r o u tin g   alg o r ith m   ten d   to   b e  an   im p o r tan t  s o lu tio n   to   th e  p er f o r m an ce   o f   Net w o r k   o n   C h ip s .   P r io r   to   d et er m i n i n g   th e  r o u tin g   al g o r ith m ,   w e  h av e   d ef in ed   th e  n et w o r k   to p o lo g y .   T h e  lo ca tio n   is   an   in ter m e d iate  s tag e  f r o m   th e  to p o lo g y   s elec tio n   an d   th e   r o u tin g   alg o r ith m   d ef i n it io n .   W e  p r o p o s ed   r o u ter   ar ch itectu r e  ap p r o ac h   is   a  t o r u s   to p o lo g y   b ased   o n   C lu s ter i n g   A l g o r ith m   Hier ar c h ical  R o u tin g   ( C A H R ) .   W e  s h o w   t h at  t h is   k in d   o f   p r o p o s e d   m et h o d   i m p r o v es   th e  p er f o r m an ce   o f   t h e  r o u tin g   alg o r ith m   a n d   also   p r o v id e  b etter   laten c y ,   p o w er   co n s u m p tio n   an d   ad d itio n all y   i m p r o v ed   th r o u g h p u t.       2.   NO C  RO UT E R  ARCH I T E CH T UR E   A   T o r u s   n e t w o r k   ca n   b e  a  b e tter   m o d el  o f   ess e n tial  m es h   n et w o r k .   Fo r   to r u s   s tr u ct u r e  is   m o s tl y   a   m es h   s tr u ct u r e  w h er ein ,   th e  h ea d s   in   th e  co l u m n s   w i ll  b e  li n k ed   to   t h e  ta il  f r o m   t h e  co l u m n s   a s   w ell   as  t h e   lef t  s id es  u s ed   f o r   t h e  r o w s   ar e  lin k ed   t o   t h e  r i g h t  s id es  o f   t h e  r o w s .   T h e  p at h   s e lectio n   f o r   to r u s   n et w o r k   i s   p r ef er ab le  to   th e  m e s h   n et wo r k ,   an d   in   ad d itio n   it  p r o v id es  m in i m u m   n u m b er   o f   r o u ter s .   Fro m   a  m e s h   n et w o r k   al l  t h e  h o p   co u n t  a n d   also   laten c y   i m p r o v es   ar o u n d   li n ea r l y   u s in g   o n   ch ip   d is t an ce .   A t  s o m e  lev el   th is   is   co r r ec t  w it h   to r u s   n et wo r k s ,   alt h o u g h   a  r es u lt   o f   th e   c y clic  d es ig n   o f   t h e  r o u te  s tr u ct u r es,  d ev ices b ased   ad j ac en tly   o n   c h ip   is   o f te n   s e v er al  h o p s   s ep ar ate  alo n g   t h e  n et w o r k .   I t  is   u n w a n ted   in   f ac t,  h o w e v er   is   tr ad ed   o f f   f r o m   m in i m ized   h o p   co u n t s   f o r   m ed i u m   d i s tan ce   co m m u n icatio n .   An   N  x   N  to r u s   Net w o r k   o n   C h ip   co n tain s N2   n o d es  s et  u p   in   a  2 D  s tr u ct u r e.   E ac h   an d   e v er y   n o d e  ca n   b e  ad d r ess ed   as  s h o w s   th e   p o s itio n in g   f r o m   t h e  n o d e  co u p led   h o r izo n tal  o r   v er tical  d im en s io n .   An y   n o d e   m a y   h a v e  a   n ea r b y   n o d e  d u r i n g   th e   m ax i m izi n g   a n d   also   m i n i m izi n g   p ath s   t h r o u g h o u t   al l  d i m e n s io n s .   T h e   1 s t  n o d e  an d   also   t h e  f in a l  n o d e  in   ev er y   d i m e n s io n   ar e  co n n ec ted   b y   u s i n g   a  w r ap ar o u n d   lin k   i n   t h e  to r u s   Net w o r k   o n   C h ip ,   w h ile  th i s   k in d   o f   w r ap ar o u n d   li n k s   w ill  n o t o cc u r   f r o m   t h e  m es h   Net w o r k   o n   C h ip .   Fi g u r e  1   s h o w s   a  4   x   4   t o r u s   No C   s tr u ctu r e.   E v er   n o d e  w ith i n   t h e  n et w o r k   co n s is t s   o f   t w o   p ar ts   s u c h   as  R o u ter   an d   I P   ( in tellectu al  p r o p er ty )   [ 6 ,   7 ] .           Fig u r e  1 .   4 x 4   to r u s   No C       T h e  r o u ter   ar ch itect u r e  co n s i s ts   o f   f i v e  i n p u t  p o r ts   alo n g   w i th   o u tp u t  p o r ts .   A   n o d e  e m p lo y s   4   i n p u t   alo n g   w i th   4   o u tp u t  p o r ts   f o r   co n n ec tin g   to   b e  ca p ab le  o f   th eir   n ei g h b o r in g   n o d es,  a  co u p le  f o r   ea ch   d i m en s io n ,   t h en   o n e  w it h   ev e r y   d ir ec tio n .   T h e  r est  o f   t h e  p o r ts   ar e  w h e n   ch o s e n   f r o m   t h e  I P   s o   as  to   a d d   o r   s en d   o u t  i n f o r m atio n   f r o m   t h e   n et w o r k   o r   to   th e  n et w o r k ,   r esp ec tiv el y .   I n f o r m atio n   p r o d u ce d   th r o u g h   th e  I P s   is   in s er tin g   o n   th e  s y s te m   f r o m   th e  i n o cu lat io n   p o r t.  I n f o r m atio n   w h ic h   g et s   to   a  d esire d   d est in a tio n   n o d e  w ill   b e  tr an s f er r ed   to   a  n ea r b y   I P   b y   ej ec tio n   p o r t.  T h e  d ata  tr an s f er   r ate  o f   an y   p o r t  ca n   b e  s h ar ed   b et w ee n   a   n u m b er s   o f   v ir t u al  c h an n els  ( VC s ) .   T h e  co m p o n en t s   s et u p   f r o m   th e  r o u ter   co n s i s t  o f   m o r e  th a n   a  f e w  d if f er e n t  u n it s   lik e  A d d r ess   E x t r ac to r   th at  ca n   v er i f y   a n d   co n tr o l  th e  d ata  p ac k et  h ea d er s   th er e  ar e  a  n u m b er   o f   b u f f er   p er   ar r iv in g   v ir tu a l  ch an n el.   T h e  id ea   h as  to   b e  p o in ted   o u t  in   w h ic h   th e  s e v er al  v ir tu a l  ch a n n el s   is ,   th e  s li g h tl y   m o r e  d if f ic u lt  t h e  n o d e  ar r an g e m e n t.  T h er e  is   a  Mu lt ip lex er   an d   De - M u ltip le x er   u n i t  th at   o v er co m e  t h e  v ir t u al  c h a n n e l   p r o ce s s ,   Selecto r   s w itc h   u n i t  in   w h ic h   ca n   b e  ap p lied   t h e  v ir t u al  c h an n el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E S      I SS N:  2089 - 4864       N OC   B a s ed   R o u ter A r ch itectu r e  Desig n   Th r o u g h   Dec o u p led   R eso u r ce   S h a r in g   …   ( A .   K a limu th u )   107   s elec tio n   p r o ce d u r e,   an d   C r o s s b ar   th at  ca n   at  t h e  s a m e  ti m e  lin k   s ev er al  i n p u t  p o r ts   to   s ev er al  o u tp u t  p o r t s   p r o v id e d   th er e  is   n o   co n ten t i o n   o n   th e  o u tp u t  p o r ts .   R eser v ato r   u n it  w h er ei n   co n tr o l  t h e  cr o s s b ar   an d   also   o th er   co n n ec ted   s u b   m o d u le s .   I f   a  s elec ted   s tr u ct u r e  li k e  to r u s   o r   m e s h   n ee d s   c h o s e n   p at ter n ed   th r o u g h   t h is   k in d   o f   ele m en t s ,   a  to p - le v el  w r ap p er   m o d u le  ca n   b e  ap p lied   in   w h ic h   li n k s   a  n u m b er   o f   n o d es f o r   th is   t y p e  to   o n e  an o t h er   d ep en d i n g   o n   s tr u ctu r e   f r o m   t h e  s elec ted   to p o lo g y .   T h e  r o u ter   d esi g n   is   s h ar e  m et h o d s   w it h   2   n ea r b y   in p u ts   w it h i n   th e  t y p e  o f   d ec o u p led   r eso u r ce   s h ar in g .   I n d ee d ,   all   Vir tu al  ch an n el,   m u ltip lex er   as  w ell   as d e - m u lt ip lex er s   i n   2   n ei g h b o r in g   i n p u t s   ar e  s h ar ed   in   ac c u m u latio n   to   r eser v e  s h ar i n g   co n tr o l  m o d u le s .   I n   th is   p ap er ,   w e  d ev elo p ed   r o u ter   s tr u ctu r e  is   s h o w n   i n   Fig u r e -   2 .   T h e  r o u ter   ar ch itectu r es  2   ca teg o r ies  o f   i n p u t s   ar e  s o u t h   &   w e s t  a n d   n o r th 7   ea s t   co n s id er ed   w it h   r esp ec t   to   r eser v e   s h ar in g .   T h e  r eser v e   s h ar i n g   co n tr o l  u n it s   h av in g   t h e  s a m e  n et w o r k   ar e  r esp o n s i b le  f o r   co n s tr u ct  li n k s   b et w ee n   t h e  i n p u t s   as  w el l   as  t h e  co r r esp o n d in g   i n p u t   p o r t.  I n d ee d ,   th e  s o u r ce   o f   r o u ter   d esi g n   ca n   b e  u s i n g   t h e   p u r p o s e  o f   r e s er v e   s h ar i n g   u n its .   Ho w e v er ,   if   n o - f au lt is   p r ese n t  f r o m   t h e  i n p u t  p o r ts   f o r   ev er y   g r o u p ,   as th e  r eser v e  s h ar in g   u n its   p er f o r m   i n   o r d er   th at  in p u t  co n tr o l  w o r k s   b y   u s i n g   d ef a u lt  i n p u t  p o r t  f o r   th e  s o u t h   in p u t  c h an n el  m ak e s   u s e  o f   th e  s o u t h   i n p u t p o r t  an d   s o   o n .   Als o   v ar io u s   lin k s   ar e  at  ea s e   w it h   a llo w in g   t h e  f a u lts .   E v er y   tr an s m is s io n   p o r t  co n n ec ted   b y   s o m e  r eser v e  s h ar in g   u n it  co n s is t  o f   d ata  li n es  ( D A T A ) ,   co n tr o l  s ig n al   ( C o n l) ,   clo ck   co n tr o l  s ig n al  ( C lo c k - C o n l) ,   cr ed it si g n al s   a n d   VC - id .   •   C o n l  -   co n tr o l si g n al  w h ic h   s i g n i f ie s   th e  e x i s ten ce   o f   in f o r m atio n   in p u t f r o m   th e  r o u ter .   •   C lo ck - co n l  - s i g n al  ca n   b e  u s e d   f o r   s y n c h r o n izi n g   d ata  tr an s m is s io n .   •   VC - id   -   s a m e  as  v ir t u al  c h an n el  ( VC )   id en t if ier ,   a s   w ell  a s   t h e  cr ed it  s i g n al  w il l  al lo w   tr a n s m itt in g   d ata,   w h e n   it h a s   an   e m p t y   s p ac e  f r o m   t h e  i n p u t b u f f er s   f o r   th e  r ec eiv er .           Fig u r e  2 .   Fiv e  p o r t N o C   r o u ter   ar ch itectu r e       A ll  th e  r eser v e  s h ar in g   u n it  ac ts   th r o u g h   a  f a u lt  co n tr o l  m o d u le  w h ich   m a k es  u s e  o f   er r o r   s tate  d ata   f r o m   t h e  i n p u t  r o u te  a n d   also   th e  m o d u le  w it h i n   t h e  i n p u t  p o r t  w h ich   ca n   b e  n o ted   i n   t h e  r eg is ter .   A cc o r d in g   to   th is   d ata  an d   also   er r o r   co n d itio n s   f r o m   th e  n ea r b y   p o r t  as  w e ll  as  c h an n el,   t h e  er r o r   co n tr o l  m o d u le  s elec ts   a m o n g   2   in p u t c h a n n el s   o f   r es er v e  s h ar i n g   u n it a lt h o u g h   th e  in p u t p o r ts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   2 ,  J u l y   2 0 1 7   :   10 5   –   11 0   108   An   ad d itio n al,   f o llo w in g   t h e  d eter m in at io n   f o r   th e  n et w o r k   to p o lo g y   i s   u s u a ll y   s elec ti n g   th e  p r o p er   r o u tin g   alg o r it h m   w h ic h   ca n   b e  th e  r esp o n s ib le  to   d eter m i n e   th e  r o u te  o f   t h e  p ac k et  t h r o u g h   th e  s tar tin g   p lace   to   th e  d esti n at io n .   A   o p tio n   o f   th e  r o u t in g   al g o r ith m   d ep en d s   u p o n   a  n u m b er   o f   m etr ics   li k e  r ed u ci n g   p o w er   co n s u m p tio n   f o r   r o u ti n g ;   m in i m ize  lo g ic  a n d   al s o   r o u ti n g   m ap s   to   d ev elo p   a  r ed u ce d   ar ea ,   i m p r o v i n g   o v er al l   p er f o r m a n ce   b y   d ec r ea s in g   d ela y   as   w ell  a s   i n cr ea s i n g   tr a f f ic  u s a g e  o f   t h e  n et w o r k .   T h er e  ar e  m an y   li k el y   r o u tin g   al g o r ith m   u s ed   f r o m   a  n et w o r k   o n   c h ip .   T h e  r ea s o n   f o r   r o u tin g   al g o r ith m s   is   u s u all y   to   m a k e  s u r e  t h at   all  th e  d ata  p ac k ets  m a y   p r o p er ly   ac h iev e  t h eir   d esti n atio n   in   s p ite  o f   th at  al g o r ith m   i s   ch o s en .   I t  m a y   b e   ca teg o r ized   in to   m a n y   t y p es li k e  s tatic  o r   d y n a m ic  r o u tin g ,   m i n i m al  o r   n o n - m in i m al  a n d   s o u r ce   r o u tin g .       3.   RO UT I N G   A L G O RI T H M S   a.   Dete r m i n is t ic  A lg o r it h m   Dete r m i n is t ic  r o u ti n g   alg o r it h m s   r o u te  is   e s tab lis h ed   li k e  a  p u r p o s e  o f   th e  d es tin a tio n   ad d r ess ;  th u s   th e  r es u lt   i s   o b v io u s l y   a   s i m i l ar   r o u te  f o r   th e   s a m e   s et   o f   t wo   n o d es.  I n   o r d er   to   b ec o m e  m o r e   ac cu r ate,   w e ’ r e  ab le  to   in d icate   in   th e   d ir ec tio n   o f   r o u ti n g   is   d is ti n ct  a s   o f   o b liv io u s   r o u ti n g .   w it h i n   o b liv i o u s ,   r o u ti n g   tab les   th at  co n tai n   a  n u m b er   o f   o u tp u t  ch a n n e ls   is   m ad e  u p   an d   th e  p ac k et  s elec ts   in v o lv in g   th e s e  p r ed ef in ed   p ath s .   T h e  ac ce s s ib le  r o u te  is   s elec te d   ac co r d in g   to   s ev er al  al ter n at iv e  al g o r ith m s .   W h en   i t  co m e s   to   a  d eter m i n is t ic   r o u tin g   alg o r it h m ,   a  p ar ticu l ar   estab lis h ed   p ath   ca n   b e  ac h ie v in g   f o r   th e  p ac k et  ea ch   an d   ev er y   s tep .   T h er ef o r e,   w e  ar r i v ed   at  co n cl u d in g   w h ich   d eter m i n is t ic  alg o r ith m s   ar e  in s en s ib le,   as  t h e  alter n ati v e   is   n o t  all   th e  ti m e s   tr u e,   an d   al s o   t h e  d eter m i n is tic   r o u ti n g   al g o r ith m s   u s u a ll y   f o llo w   th e   s h o r test   p ath .   P r o b ab ly   t h e   m o s t  g en er all y   u s ed   k i n d   o f   d eter m i n is tic  r o u tin g   is   X Y  r o u tin g ,   an   alter n ativ e  o f   d i m e n s i o n al  r o u tin g .     b.   A d ap tiv e  R o u t in g   A l g o r ith m   An o th er   r o u ti n g   t y p e  is   A d a p tiv e  r o u ti n g   al g o r ith m .   T h e   m ai n   d i f f er en ce   b et w ee n   d eter m i n is ti c   r o u tin g   al g o r ith m   an d   ad ap tiv e  r o u ti n g   al g o r ith m ,   i s   w i th i n   A d ap tiv e  r o u ti n g   alg o r it h m   a  m e s s a g e  p r o v id e   m u ltip le  p ath   to   tr a v el  i n   t h e  d ir ec tio n   o f   t h e  d esti n atio n   n o d e,   w h ic h   is   p o s s ib l y   lead   to   a  l ess   s h o r t  p ath .   T h e  tr af f ic  f ac ts   ea c h   a n d   e v er y   p o s s ib le  n o d e  ca n   b e  co n s id er ed   in   ad ap tiv e   r o u ti n g   alg o r it h m   i f   t h e  c h o ice  i s   p er f ec t  f o r   tr a n s f er r in g   t h e  m ess a g e  to   t h e  n ex t   li n k   a t  ea c h   i n ter m ed iate   n o d e.   A d ap tiv e  r o u tin g   al g o r ith m   o u tp er f o r m s   d eter m in is tic  r o u t in g   al g o r it h m   i n   ir r eg u lar   tr af f ic  [ 1 0 ] .     c.   C lu s ter i n g   A l g o r ith m   B ased   H ier ar ch ical  R o u tin g   ( C A B H R )   T h e  d ea d lo ck   f r ee   is   t h e  m o s t  i m p o r tan t   s tr ate g y   in   n et w o r k   an d   v ar io u s   r o u ti n g   alg o r it h m s   h av e   p lan n ed   to   ac h ie v e  t h e  s a m e.   T h e  h ier ar ch ical  r o u ti n g   al g o r ith m   m eth o d   is   s u g g ested   b y   R . Ho ls m ar k   et  al.   T h e  h ier ar ch ical   r o u ti n g   w o r k ,   ea ch   s u b n et  w o r k s   ac h ie v e  t h e  r o u ti n g   f u n ctio n   b y   i n ter n a l  r o u ti n g   alg o r it h m   an d   ea ch   s u b n et  i s   in ter co n n ec ted   w it h   g lo b al  r o u ti n g   al g o r ith m .   I n   t h is   p ap er ,   clu s ter i n g   al g o r ith m   b ased   h ier ar ch ical   r o u ti n g   lo g ic  i s   i n tr o d u ce d .   T h e  w h o le  n et w o r k   is   d i v id ed   in to   a  n u m b er   o f   cl u s ter s   lo g icall y   a n d   its   s ize  ca n   b e  v ar ied   is   d eter m i n ed   b y   n et w o r k   s ize  a s   s h o w n   i n   Fi g u r e  3 .   T h e  clu s ter s   f r o m   t h e  n et w o r k   ar e   s ep ar ate  n et w o r k   a n d   also   th e  r o u ter s   d o   n o t  b o th er   ab o u t  o th er   clu s ter s   [ 9 ] .   I n   th i s   w o r k ,   t h e  n et w o r k   s ize s   4   ×  4   n et w o r k   ar c h itect u r e,   it is   d iv id ed   in to   f o u r   cl u s ter s   an d   ea ch   h a v i n g   f o u r   r o u ter s .             Fig u r e  3 .   Desig n   f lo w   o f   clu s t er in g   al g o r ith m   b ased   h ier ar c h ical  r o u tin g     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E S      I SS N:  2089 - 4864       N OC   B a s ed   R o u ter A r ch itectu r e  Desig n   Th r o u g h   Dec o u p led   R eso u r ce   S h a r in g   …   ( A .   K a limu th u )   109   C lu s ter i n g   al g o r ith m ,   t h e  cl u s ter   h ea d   f i n d s   t h e  n ea r est  ac ti v e  n o d e  in   t h e  n e i g h b o r   clu s te r   an d   th en   it  f o r w ar d s   its   d ata  to   i t.  Fro m   all  th e  cl u s ter   h ea d s   th e  d ata  r ea ch es  t h e  s i n k   n o t  d ir ec tl y ,   b u t  b y   u s i n g   a  s el f   o r g an ized   e f f ic ien t   r o u ti n g   al g o r ith m .   T h e  p u r p o s e  o f   a  c lu s t er in g   alg o r it h m   ca n   b e  to   g en er ate  an d   m ain tain   lin k ed   c lu s ter   co n n ec tio n   is   d ef i n ed   as  t h e  p o s s ib ilit y   w h ic h   a  n o d e  is   ac tu a ll y   r ea ch ab le   th r o u g h   a n y   o th er   n o d e.   T h e  clu s ter i n g   al g o r ith m   in cl u d es  t w o   s ta g es:  t h e  s et   u p   an d   also   th e  m ain ten a n ce .   A l g o r ith m s   d i f f er   in   th e  r eq u ir e m en t s   f o r   s elec ti n g   clu s ter - h ea d s   w it h i n   clu s ter   s et  u p   s ta g e.   Selecti n g   cl u s ter - h ea d s   o p ti m al l y   i s   an   NP   h ar d   p r o b lem .   E ac h   an d   ev er y   n o d e  ca n   b e  a  clu s ter - h ea d   w h e n   it  h as  t h e  r eq u ir e d   f u n ctio n a lit y ,   lik e   co n tr o l  an d   tr an s m i tti n g   p o w e r ,   clu s ter - h ea d s   o p er ate  in   d u al  p o w er   m et h o d ,   in cr ea s ed   p o w er   m o d e  f o r   in ter   clu s ter   tr a n s m is s io n .     3 . 1   Ro uting   F un ct io n   T h e  C lu s ter i n g   alg o r ith m   b as ed   h ier ar ch ical  r o u tin g   f u n cti o n   in itial l y   r eq u ir es  d ata  o f   h ea d er   f lit   f r o m   t h e  p ac k et  w h ic h   p r o v id es  th e  d est in at io n   r o u ter   ad d r ess   as  w e ll  as  cl u s ter   id   w h e n   t h e  d esti n atio n   w it h   th e  s a m e  c lu s ter - id ,   b o u n d ar y   r o u ter - id ,   an d   al s o   d esti n atio n   r o u ter   id   w h e n   d esti n atio n   r o u ter   w i th i n   d i f f er en t   clu s ter .   a.   Co ns ider  t he   ca s e  1 :   I n   t h e  h ea d er   f lit   d ata,   w h e n   t h e  t wo   clu s ter - id s   a n d   r o u ter   ad d r ess   ca n   b e  t h e  s a m e   t h en   t h e  r elate d   p o r t  is   s et  to   t h e  lo ca l   I P   o r   P E s .   I f   n o t,  in ter n al  r o u ti n g   is   ca lled   w i t h   d est in at io n   r o u ter   ad d r ess .     b.   Co ns ider   t he  ca s e   2 :   w h e n   t h e  cl u s ter   id s   ar e   d if f er en t,  t h e  e x ter n al   r o u ti n g   w o r k   is   i n v o k ed   h a v i n g   clu s ter - id   an d   b o u n d ar y   r o u t er - id .   T h e  b o u n d ar y   r o u ter   is   ap p ly i n g   lo g ical  co n ce p t  to   co n s id er   b o th   in ter n a l  an d   e x ter n al   r o u ti n g   alg o r ith m s .   T h e  r o u ter   to   s u p p o r t  C lu s ter i n g   al g o r ith m   b as ed   h ier ar ch ical   r o u tin g   is   d esi g n ed   w i th   e x tr a  co n ce p ts   ar e,     T h e  co m p ar ato r   to   co m p ar e  th e  d esti n atio n   ad d r ess   as  w ell  a s   cu r r en t a d d r ess   w it h   cl u s ter - i d s ,       T h e  m u ltip le x er   to   s elec t r o u ti n g   f u n ct io n   to   b e  d o n e  w h eth e r   it is   in ter n al  o r   g lo b al.   Data   p ac k et  f o r m at  ( a )   w h e n   th e  d est in at io n   w i th i n   s a m e   clu s ter   ( a )   w h e n   t h e  d esti n ati o n   w it h i n   d if f er e n t c l u s ter   is   s h o w n   in   Fi g u r e  4 .                 a   b   Fig u r e  4 .   Data   p ac k et  f o r m at  ( a)   w h e n   t h e  d esti n atio n   w i th i n   s a m e  cl u s ter   ( b )   w h en   t h e  d es tin atio n   w it h in   d if f er e n t c l u s ter       4.   SI M UL AT I O N   R E S UL T     T h e  r esu lts   o f   e x p ec ted   r o u ter   ar ch itec tu r e  ab o u t  th e   p er f o r m an ce   ar e  i n v est ig at in g   in   th e   p er f o r m a n ce   f o r   4 ×4   No C s .   I n   t h is   r o u ter s   ar e   s i m u lated   u s in g   VHD L   b ased   No C .   I n   t h e   r o u ter   s tr u ctu r e   all   in p u t   p o r ts   h a v e  4   V ir tu al   C h an n el   w it h   t h e  s ize  o f   f o u r   f l it s   as   w ell  a s   t h e  p ac k et  le n g th   is   f i x ed   to   1 6   f lit s   [ 1 1 ,   1 2 ] .   T o   r ec o g n ize  th e  ef f icie n t  o f   alg o r it h m s   o n   No C s ,   th r o u g h p u t  alo n g   w it h   p o w er   co n s u m p tio n   is   ass u m ed   a s   e v al u atio n   m etr ic s .   T o   co n clu d e  th e   p er f o r m a n ce s   o f   t h ese   alg o r it h m s   ar e  co m p ar ed   f o r   to r u s   No C   ar ch itec tu r es   w it h   f i x ed   p ac k et  s ize.   T h e  p o w er   co n s u m p tio n   f o r   d ata  tr a n s m is s i o n   f r o m   s o u r ce   to   d esti n atio n   u s i n g   d eter m in is ti c,   ad ap tiv e,   C A B HR   as  w ell  a s   th e  m o d if ied   r o u ter   ar ch itect u r e  u s in g   C A B HR   alg o r ith m s   ar e  d escr ib ed   in   t h e  v alu e s   ar e  lis ted   in   T ab le  1   u n d er   p ac k et  s ize  o f   5 1 2 .       T ab le  1 .   Sim u latio n   R e s u l t   P a r a me t e r   ( S i mu l a t i o n   T i me - 6 0 se c o n d s)   P o w e r   C o n s u mp t i o n   A v e r a g e   T h r o u g h p u t   ( p a c k e t s/ t i me )   D e t e r mi n i st i c   A l g o r i t h m   0 . 2 8 5 w   3 1 0 1   A d a p t i v e   A l g o r i t h m   0 . 3 0 3 w   3 0 2 1 . 0 5   C B H R   A l g o r i t h m   0 . 2 6 9 w   3 7 6 5 . 4 3 3   P r o p o se d   r o u t e r   u s i n g   C A B H R   A l g o r i t h m   0 . 1 7 4 w   4 3 3 3 . 4 2 1       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864     I J R E S   V o l.  6 ,   No .   2 ,  J u l y   2 0 1 7   :   10 5   –   11 0   110   5.   CO NCLU SI O N     T h e  p r o p o s ed   No C   r o u ter   ar ch itect u r e  in   t h is   p ap er   co n t ain s   a  r eso u r ce   s h ar i n g   m et h o d s   in   th e  in p u t s   alo n g   w i th   th e  cr o s s b ar   u s i n g   C A B H R   al g o r ith m   to   a ch iev in g   h i g h er   n et w o r k   p er f o r m an ce .   T h er ef o r e,   it  is   s u itab le  f o r   th e  n et w o r k   u n d er   lar g e  p o w er   co n s u m p tio n   an d   p er f o r m a n ce .   I n cr ea s i n g   h o w   m a n y   o f   I P   o r   P E s   in cr ea s e  th e   p o w er   co n s u m p tio n   &   d ea d lo ck   a n d   th a t r o u ter   co n n ec tio n   i n   No C   ar e  li k el y   to   b e  h elp f u l to   p r o v id e  a  lo w   co s t  f au lt  to ler an t.  T h is   m et h o d   also   p r o v id es  a  b etter   s o lu tio n   to   p r ev en t  d ea d lo ck   co n d itio n s .   A   n e w   lo g ica l a p p r o ac h   f o r   C l u s ter i n g   a lg o r it h m   b ased   Hier ar ch ical  R o u tin g   ( C A B H R )   co u ld   b e  an al y ze d   f o r   n u m er o u s   p o w er   an d   p er f o r m an ce   ca n   b e  e v alu ated   f o r   t h e  w h o le  n et w o r k .   T h u s ,   t h e  o u t co m e s   s p ec if ic   o u r   p r o p o s ed   r o u ter   d esig n   s h o w s   b etter   p er f o r m a n ce   w h e n   it c o m es to   p o w er   co n s u m p tio n .       RE F E R E NC E S   [1 ]   A b d u l  Qu a iy u m   A n sa ri,   M o h a m m a d   Ra sh id   A n sa ri,   a n d   M o h a m m a d   Ay o u b   Kh a n .   “ P e rf o rm a n c e   e v a lu a ti o n   o f   v a rio u s p a ra m e ter s o f   n e tw o rk - on - c h ip   f o r  d if fe re n t  to p o lo g ies ” . IND ICON ,   2 0 1 5   A n n u a l  IEE E,   p a g e s 1 – 4 .     [2 ]   Bjerre g a a rd   T   &   M a h a d e v a n   S ,   “ A   S u rv e y   o f   Re se a rc h   a n d   P r a c ti c e s  o f   Ne t w o rk - on - Ch ip , ”   A CM   Co m p u ti n g   S u rv e y s,  2 0 0 6 .     [3 ]   U m it   Y.  O g ra s   a n d   M a rc u les c u   R,   “   No C  p e r f o r m a n c e   o p ti m iz a ti o n   v ia  lo n g - ra n g e   li n k   i n se rti o n , ”   IEE E   T ra n sa c ti o n s o n   V e ry   Larg e   S c a le   In teg ra ti o n   ( V L S I)  S y ste m s,  2 0 0 6 .     [4 ]   F e rn a n d o   M o ra e s et.  a l.   “ A   L o w   A re a   Ov e rh e a d   P a c k e t - s w it c h e d   Ne tw o rk   On   Ch ip :  A rc h it e c tu re   a n d   P r o to ty p in g ” .   In   IF I P - V e ry   L a r g e   S c a le In teg ra t io n   S y ste m   o n   Ch ip   ( V L S I - S o C),   2 0 0 3 .     [5 ]   P a les i  M . ,   Da n e sh tala b   M .   “ R o u ti n g   A lg o rit h m s in   Ne t w o rk s - on - Ch ip , ”   S p ri n g e r  Ed it i o n ,   2 0 1 4 .   [6 ]   M o sta f a   S h a h iri ,   M o jt a b a   V a li n a taj,   “ A   Re li a b le  a n d   Hig h - P e rf o r m a n c e   Ne t w o rk - on - Ch ip   R o u ter  T h ro u g h   De c o u p led   Re so u rc e   S h a ri n g ”   IEE E  In t .   Co n f . 2 0 1 6 .   [7 ]   D.  Ra h m a ti   e t  a l. ,   P o w e r - e ff icie n t  d e term in isti c   a n d   a d a p ti v e   ro u ti n g   i n   t o ru s   n e tw o rk s - on - c h i p ,   M icro p ro c e ss .   M icro sy st,  2 0 1 1 .   [8 ]   Ch o n g   P . H.J.  “ A   S u rv e y   o f  Clu ste rin g   S c h e m e s  f o r  M o b il e   A d   Ho c   Ne t w o rk s,”  IEE E  Co m m u n i c a ti o n s  S u rv e y s   a n d   T u to rials,   2 0 0 5 .   [9 ]   Ho lsm a r k   R,   “ A   M e th o d o lo g y   f o r  De a d lo c k   F re e   Ro u ti n g   i n   Hie ra rc h ica l  Ne t w o rk s  o n   Ch ip , ”   A CM /IE EE   In tern a ti o n a l  S y m p o siu m   o n   Ne t w o rk s - on - Ch ip , 2 0 0 9 .   [1 0 ]   M a rc e ll o   Co p p o la,  M il t o s  D.  G r a m m a ti k a k is,   Ric c a rd o   L o c a telli ,   G iu se p p e   M a ru c c ia,  L o re n z o   P ie ra li si  .   De si g n s  o f   c o st - e ff ici e n t  in terc o n n e c t  p r o c e ss in g   u n it s,  S p i d e rg o n   S T No C.   2 0 0 8   b y   CRC p re ss .     [1 1 ]   S h a h iri ,   M o sta f a ,   M o jt a b a   V a li n a taj,   a n d   Am ir  M .   Ra h m a n i.   " A   re li a b le  a n d   h ig h - p e rf o rm a n c e   N e tw o rk - on - Ch ip   ro u t e r  th r o u g h   d e c o u p led   re so u rc e   sh a rin g . "   Hig h   P e rf o r m a n c e   Co m p u ti n g   &   S im u latio n   (HP CS ) ,   2 0 1 6   In tern a ti o n a l  C o n f e re n c e   o n .   IE E E,   2 0 1 6 .     [1 2 ]   U.  S a ra v a n a k u m a r,   R.   Ra n g a ra j a n ,   R.   Ha rip riy a ,   R.   Nith y a   a n d   K.   Ra jas e k a r,   " Clu ste r  Ba se d   Hie ra rc h ica l  Ro u ti n g   A l g o rit h m   f o r  Ne t w o rk   o n   Ch i p , "   Circu it s an d   S y ste m s,  V o l.   4   No .   5 ,   p p . 4 0 1 - 4 0 6 ,   2 0 1 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.