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 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       Ne t w o rk - on - Ch ip (No Cs)  is  ra p id   p r o m isin g   f o 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 o f   m a n y - c o r e   S y st e m - on - Ch ip ( 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 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 stru c tu re   is  n e a rly   th e   sa m e   a th e   m e sh   stru c tu re ,   h o w e v e r,   h a 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 De c o u p led   Re so u rc e   sh a rin g   in   a   to ru 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 Ba se d   Hie ra rc h ic a Ro u ti n g   (CA BHR)   to   g e b e tt e th e   e ff icie n c y   o f   No C.   W e   sh o th a o u a p p r o a c h   is  p ro v id e 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 ©   2 0 1 7   In stit u te o 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 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 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 So C s   is   estab lis h ed   to   p r o v id 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 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 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 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 r ec eiv i n g   m o s i m p o r ta n p r o b lem s .   Ma j o r   So C   w ill  ca u s co n s id er ab le  r is 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 as  d ela y .   T h Net w o r k   o n   C h ip   ( No C )   is   an   alter n ati v tech n o lo g y   o f   So C   t h at  i s   p r o p o s ed   lik r eso l u tio n   f o r   th i n ter co n n ec tio n   is s u e   o f   lar g 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 ( 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 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 ,   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 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 No C   b ec a m e   an   e f f icien ap p r o ac h   to   t h co n v en tio n al   b u s   b ased   d esig n   f o r   in te r   co r 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 u s 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   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 ch a llen g o f f er ed   f r o m   t h 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 th r o u g h   p ip e - li n in g   b o th   t h lo n g   an d   s h o r w ir co n n ec tio n   b y   i n cr ea s th e   in p u b u f f er s   co n n ec ted   to   th lo n g   w ir es.  B ec au s o f   th f ac t,  g ate  d ela y s   w il b s ca l 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 d elay s   u s u all y   r i s 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 d ela y   m a y   p o s s ib l y   m ee o r   ex ce ed   r estrictio n   o f   clo ck   c y cle  o r   r ep ea ted ly ,   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   lo o f   d ela y   w it h   cr u cial  p a th s   m a y   b d u t 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 co n s id er ed   to   b s ca lab le  alter ativ u s ed   f o r   o n   ch ip   co m m u n icatio n .   Her e,   t h p as 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 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 as  well  as  r o u tin g   alg o r ith m   ten d   to   b an   im p o r tan s o lu tio n   to   th 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 r o u tin g   al g o r ith m ,   w h av e   d ef in ed   th n et w o r k   to p o lo g y .   T h lo ca tio n   is   an   in ter m e d iate  s tag f r o m   th 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 p r o p o s ed   r o u ter   ar ch itectu r ap p r o ac h   is   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 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 p er f o r m an ce   o f   t h r o u tin g   alg o r ith m   a n d   also   p r o v id 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 RO UT E ARCH I T E CH T UR E   A   T o r u s   n e t w o r k   ca n   b 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 is   m o s tl y   a   m es h   s tr u ct u r w h er ein ,   th h ea d s   in   th co l u m n s   w i ll  b li n k ed   to   t h ta il  f r o m   t h co l u m n s   a s   w ell   as  t h e   lef s id es  u s ed   f o r   t h r o w s   ar lin k ed   t o   t h r i g h s id es  o f   t h r o w s .   T h 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 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   m e s h   n et w o r k   al t h h o p   co u n 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 s o m lev el   th is   is   co r r ec w it h   to r u s   n et wo r k s ,   alt h o u g h   r es u lt   o f   th e   c y clic  d es ig n   o f   t h 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 n et w o r k .   I 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   x   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   2 s tr u ct u r e.   E ac h   an d   e v er y   n o d ca n   b 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 n o d 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 a   n ea r b y   n o d 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 d i m e n s io n s .   T h e   1 s n o d an d   also   t h f in a n o d in   ev er y   d i m e n s io n   ar co n n ec ted   b y   u s i n g   w r ap ar o u n d   lin k   i n   t h 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 m es h   Net w o r k   o n   C h ip .   Fi g u r 1   s h o w s   4   x   4   t o r u s   No C   s tr u ctu r e.   E v er   n o d w ith i n   t h 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 1 .   4 x 4   to r u s   No C       T h r o u ter   ar ch itect u r co n s i s ts   o f   f i v i n p u p o r ts   alo n g   w i th   o u tp u p o r ts .   A   n o d e m p lo y s   4   i n p u t   alo n g   w i th   4   o u tp u p o r ts   f o r   co n n ec tin g   to   b ca p ab le  o f   th eir   n ei g h b o r in g   n o d es,  co u p le  f o r   ea ch   d i m en s io n ,   t h en   o n w it h   ev e r y   d ir ec tio n .   T h r est  o f   t h p o r ts   ar w h e n   ch o s e n   f r o m   t h I P   s o   as  to   a d d   o r   s en d   o u 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 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 I P s   is   in s er tin g   o n   th s y s te m   f r o m   th 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   d esire d   d est in a tio n   n o d w ill   b tr an s f er r ed   to   n ea r b y   I P   b y   ej ec tio n   p o r t.  T h d ata  tr an s f er   r ate  o f   an y   p o r ca n   b 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 co m p o n en t s   s et u p   f r o m   th r o u ter   co n s i s o f   m o r th a n   f e d if f er e n u n it s   lik 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 th d ata  p ac k et  h ea d er s   th er ar n u m b er   o f   b u f f er   p er   ar r iv in g   v ir tu a ch an n el.   T h id ea   h as  to   b p o in ted   o u in   w h ic h   th s e v er al  v ir tu a ch a n n el s   is ,   th s li g h tl y   m o r d if f ic u lt  t h n o d ar r an g e m e n t.  T h er is   Mu lt ip lex er   an d   De - M u ltip le x er   u n i th at   o v er co m t h 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 in   w h ic h   ca n   b ap p lied   t h 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     I SS N:  2089 - 4864       N OC   B a s ed   R o u ter A r ch itectu r 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 s a m ti m lin k   s ev er al  i n p u p o r ts   to   s ev er al  o u tp u p o r t s   p r o v id e d   th er is   n o   co n ten t i o n   o n   th o u tp u p o r ts .   R eser v ato r   u n it  w h er ei n   co n tr o t h 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   s elec ted   s tr u ct u r li k 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 ,   to p - le v el  w r ap p er   m o d u le  ca n   b ap p lied   in   w h ic h   li n k s   n u m b er   o f   n o d es f o r   th is   t y p to   o n 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 s elec ted   to p o lo g y .   T h r o u ter   d esi g n   is   s h ar 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 t y p 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 s h ar ed   in   ac c u m u latio n   to   r eser v s h ar i n g   co n tr o m o d u le s .   I n   th is   p ap er ,   w d ev elo p ed   r o u ter   s tr u ctu r is   s h o w n   i n   Fig u r e -   2 .   T h r o u ter   ar ch itectu r es  2   ca teg o r ies  o f   i n p u t s   ar s o u t h   &   w e s 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 r eser v e   s h ar i n g   co n tr o u n it s   h av in g   t h s a m n et w o r k   ar 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 i n p u t s   as  w el l   as  t h co r r esp o n d in g   i n p u t   p o r t.  I n d ee d ,   th s o u r ce   o f   r o u ter   d esi g n   ca n   b u s i n g   t h e   p u r p o s 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 f r o m   t h i n p u p o r ts   f o r   ev er y   g r o u p ,   as th r eser v 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 co n tr o w o r k s   b y   u s i n g   d ef a u lt  i n p u p o r f o r   th s o u t h   in p u c h an n el  m ak e s   u s o f   th s o u t h   i n p u t p o r an d   s o   o n .   Als o   v ar io u s   lin k s   ar at  ea s e   w it h   a llo w in g   t h f a u lts .   E v er y   tr an s m is s io n   p o r co n n ec ted   b y   s o m r eser v s h ar in g   u n it  co n s is o f   d ata  li n es  ( D A T A ) ,   co n tr o s ig n al   ( C o n l) ,   clo ck   co n tr o 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 -   co n tr o l si g n al  w h ic h   s i g n i f ie s   th e x i s ten ce   o f   in f o r m atio n   in p u t f r o m   th r o u ter .     C lo ck - co n - s i g n al  ca n   b 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 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 cr ed it  s i g n al  w il 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 f r o m   t h i n p u t b u f f er s   f o r   th r ec eiv er .           Fig u r 2 .   Fiv p o r t N o C   r o u ter   ar ch itectu r e       A ll  th r eser v s h ar in g   u n it  ac ts   th r o u g h   f a u lt  co n tr o m o d u le  w h ich   m a k es  u s o f   er r o r   s tate  d ata   f r o m   t h i n p u r o u te  a n d   also   th m o d u le  w it h i n   t h i n p u p o r w h ich   ca n   b n o ted   i n   t h 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 n ea r b y   p o r as  w e ll  as  c h an n el,   t h er r o r   co n tr o 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 s h ar i n g   u n it a lt h o u g h   th 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 d eter m in at io n   f o r   th 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 p r o p er   r o u tin g   alg o r it h m   w h ic h   ca n   b th r esp o n s ib le  to   d eter m i n e   th r o u te  o f   t h p ac k et  t h r o u g h   th s tar tin g   p lace   to   th d esti n at io n .   A   o p tio n   o f   th r o u t in g   al g o r ith m   d ep en d s   u p o n   n u m b er   o f   m etr ics   li k 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   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 o f   t h n et w o r k .   T h er ar 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   n et w o r k   o n   c h ip .   T h 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 s u r t h at   all  th d ata  p ac k ets  m a y   p r o p er ly   ac h iev 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 m a y   b e   ca teg o r ized   in to   m a n y   t y p es li k 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 p u r p o s o f   th d es tin a tio n   ad d r ess th u s   th 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 m o r e   ac cu r ate,   w e r 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   n u m b er   o f   o u tp u ch a n n e ls   is   m ad u p   an d   th p ac k et  s elec ts   in v o lv in g   th e s p r ed ef in ed   p ath s .   T h 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 al g o r ith m s .   W h en   i co m e s   to   d eter m i n is t ic   r o u tin g   alg o r it h m ,   p ar ticu l ar   estab lis h ed   p ath   ca n   b ac h ie v in g   f o r   th p ac k et  ea ch   an d   ev er y   s tep .   T h er ef o r e,   w 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 in s en s ib le,   as  t h alter n ati v e   is   n o all   th ti m e s   tr u e,   an d   al s o   t h 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 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 r o u tin g ,   an   alter n ativ o f   d i m e n s i o n al  r o u tin g .     b.   A d ap tiv 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 is   A d a p tiv 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 r o u ti n g   al g o r ith m ,   i s   w i th i n   A d ap tiv r o u ti n g   alg o r it h m   m e s s a g p r o v id e   m u ltip le  p ath   to   tr a v el  i n   t h d ir ec tio n   o f   t h d esti n atio n   n o d e,   w h ic h   is   p o s s ib l y   lead   to   l ess   s h o r p ath .   T h 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 ca n   b 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 c h o ice  i s   p er f ec f o r   tr a n s f er r in g   t h m ess a g to   t h n ex t   li n k   a ea c h   i n ter m ed iate   n o d e.   A d ap tiv 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 d ea d lo ck   f r ee   is   t h m o s 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 t h s a m e.   T h 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 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 t h r o u ti n g   f u n ctio n   b y   i n ter n a 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 w h o le  n et w o r k   is   d i v id ed   in to   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 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 3 .   T h clu s ter s   f r o m   t h n et w o r k   ar e   s ep ar ate  n et w o r k   a n d   also   th r o u ter s   d o   n o b o th er   ab o u o th er   clu s ter s   [ 9 ] .   I n   th i s   w o r k ,   t h 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 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     I SS N:  2089 - 4864       N OC   B a s ed   R o u ter A r ch itectu r 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 cl u s ter   h ea d   f i n d s   t h n ea r est  ac ti v n o d in   t h 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 cl u s ter   h ea d s   th d ata  r ea ch es  t h s i n k   n o d ir ec tl y ,   b u b y   u s i n g   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 p u r p o s o f   c lu s t er in g   alg o r it h m   ca n   b 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 p o s s ib ilit y   w h ic h   n o d 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 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 s et   u p   an d   also   th m ain ten a n ce .   A l g o r ith m s   d i f f er   in   th 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 ca n   b clu s ter - h ea d   w h e n   it  h as  t h r eq u ir e d   f u n ctio n a lit y ,   lik e   co n tr o 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 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 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 p ac k et  w h ic h   p r o v id es  th 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 d esti n atio n   w it h   th s a m 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 1 :   I n   t h h ea d er   f lit   d ata,   w h e n   t h t wo   clu s ter - id s   a n d   r o u ter   ad d r ess   ca n   b t h s a m e   t h en   t h r elate d   p o r is   s et  to   t h 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 cl u s ter   id s   ar e   d if f er en t,  t h 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 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 to   co n s id er   b o th   in ter n a an d   e x ter n al   r o u ti n g   alg o r ith m s .   T h r o u ter   to   s u p p o r 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 co n ce p ts   ar e,     T h co m p ar ato r   to   co m p ar th 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 m u ltip le x er   to   s elec t r o u ti n g   f u n ct io n   to   b d o n 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 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 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 4 .                 a   b   Fig u r 4 .   Data   p ac k et  f o r m at  ( a)   w h e n   t h d esti n atio n   w i th i n   s a m cl u s ter   ( b )   w h en   t h 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 r esu lts   o f   e x p ec ted   r o u ter   ar ch itec tu r ab o u th e   p er f o r m an ce   ar 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 4   V ir tu al   C h an n el   w it h   t h s ize  o f   f o u r   f l it s   as   w ell  a s   t h 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 ef f icie n o f   alg o r it h m s   o n   No C s ,   th r o u g h p u 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 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 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 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 m o d if ied   r o u ter   ar ch itect u r u s in g   C A B HR   alg o r ith m s   ar d escr ib ed   in   t h v alu e s   ar 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 p r o p o s ed   No C   r o u ter   ar ch itect u r in   t h is   p ap er   co n t ain s   r eso u r ce   s h ar i n g   m et h o d s   in   th in p u t s   alo n g   w i th   th 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 n et w o r k   u n d er   lar g 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 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 li k el y   to   b h elp f u l to   p r o v id lo w   co s f au lt  to ler an t.  T h is   m et h o d   also   p r o v id es  b etter   s o lu tio n   to   p r ev en 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 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 v alu ated   f o r   t h w h o le  n et w o r k .   T h u s ,   t h 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 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 d if fe re n to p o lo g ies . IND ICON ,   2 0 1 5   A n n u a 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 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 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 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 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 In t .   Co n f . 2 0 1 6 .   [7 ]   D.  Ra h m a ti   e a l. ,   P o w e r - e ff icie n 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 Clu ste rin g   S c h e m e f o M o b il e   A d   Ho c   Ne t w o rk s,”  IEE Co m m u n i c a ti o n 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 De a d lo c k   F re e   Ro u ti n g   i n   Hie ra rc h ica Ne t w o rk o n   Ch ip ,   A CM /IE EE   In tern a ti o n a 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 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 o f   c o st - e ff ici e n in terc o n n e c 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 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 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 Ba se d   Hie ra rc h ica Ro u ti n g   A l g o rit h m   f o 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.