Int ern at i onal  Journ al of  El e ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   8 , No .   6 Decem ber   201 8 , p p.   491 2 ~ 492 1   IS S N: 20 88 - 8708 DOI: 10 .11 591/ ijece . v8 i 6 . pp 491 2 - 492 1          4912       Journ al h om e page http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Detectio n and M onitorin g I nt ra / I nter C rossta lk in  Op tical  Network  on Chip         Ah med  J e didi   Coll ege of   Enginee ring ,   Ahl ia Unive rsit y ,   Bah rain   CES L abor at or y ,   Nati on al E ngin e eri ng  Schoo of   Sfax,   Unive rsit y   of  Sfax,   Tuni si a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Ma r   30 , 201 8   Re vised  Jun   18 , 201 8   Accepte J ul   29 , 2 01 8       Multi proc essor  s y stem - on - chi (MP SoC has  b ec om an  at tr active   solut ion   for  improving  t he  per form ance   of  single   chi p   in  object ive   to   sati sf y   th per form anc e   gr owing  expone n ti all y   of   the  computer   app lications  as   m ult imedia   app l ic a ti ons.  How ev er,   th comm unic ation  bet we en  t he  diffe r ent  proc ess ors’  cor e pre sents  the   f i rst  cha l le ng fro nt  the   h igh  per f orm anc of   MP SoC .   Beside s,  Network  on  Chip  (NoC)  is  among  the   m ost  prom ine n t   soluti on  for  handl ing  the   on - chip  comm unic at ion.   Beside s,  NoC  pote ntia l   li m it ed  b y   ph y si ca l imita t ion,   p ower  consum pti o n,   la t ency   and  bandwidt in   the   bo th  c ase :   in cre asing   data  ex cha nge   or  sc al ab il ity   of  Mult ic or es.   Opti cal   comm unic at ion  offe rs  wider   bandwidt and  lower   power  co nsum pti on,   base on,   ne te chnol og y   n amed  Optic al   N et work - on - Chip  (ON oC)  ha s   bee in troduce in  MP SoC .   How eve r,   ON oC  components  induc e   th e   cro ss ta lk  nois in  the  ne twork  on  both  form int ra /i nt er  cro ss ta lk.  This   serious  proble m   det er iora t es  th qualit y   of  sig nal and  degr ad es  net work   per form anc e .   As   result ,   detec t ion  and  m onit oring  th i m pai rm ent bec om ing  a   ch allenge  to  k ee p   th per form an ce  i the  ON oC.   In  thi ar ti c le,   we  propose  ne sy st em  to  det e ct   and  m onit or  t he  cro ss ta lk  nois in  ON oC.   Parti cularl y ,   we   pre sent   an   anal y ti c   m odel   of   int ra/int er  c ross ta lk  at   th e   opti c al   device s.  The n,   we  ev al ua te   the se  impairm ent in  obje c ti ve   to  pre sent   the   m oti vat ion  t det ect  and  m o nit or  cro ss ta lk  in   ON oC,   in  whic our  sy ste m   has   the   c apa bi li t y   to  d etec t ,   to   lo ca l iz e ,   and  to  m onit or  the   cro ss t al noise  i n   the   whole  netw ork.   Thi s y stem  offe rs  high  rel ia b il i t y ,   sc al ab il ity   and   eff iciency   with   t ime  running ti m l ess t han   20  m s.   Ke yw or d:   In te r/ i nt ra  c ro s sta lk   MPSoC   ONoC   Op ti cal  co m m un ci at io n   RTL desi gn   Copyright   ©   201 8   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g   Aut h or :   Ah m ed  Je did i,    Dep a rtm ent o f C om pu te E ng i neer i ng,   Ah li Un i ver si ty ,   Ba hr ai n.   Em a il ajed idi @ah li a.e du.bh       1.   INTROD U CTION     The  high  integ rati on   rate  of  t ran sist or   has  pushe t he  sem ic ondu ct or   i ndus try   to   s hif fr om   the   sing le - c ore  to  m ulti - cor in   on chi p.     Be sides,  ne pa rad i gm   is  intr oduce m ulti pr oces sor  syst em   one   chip  (MPS oC).    Howe ver M PSo has  to  fa ce  serio us   pro blem in  te r m s   of   e nergy  co nsum ption e xec ution  tim e,  heat  diss ipati on   an da ta   flow Data  trans fer   betwee cor e in  MPSoC  becam t he  first  chall e ng t i m pr ove  these  par am et ers.   H ence,  Netw ork   on   Chi ( NoC)  is  e m erg in as  prom isin s olu ti on  pr ov i ding  low  e nergy  co ns um ption   a nd  high  ba ndwidt to  i m pr ove  the  perf or m ance  of   MPS oC.   Ho wever,  acc ordi ng   the  gro wing  of  the  pe rfo rm a nce  of  com pu t er  ap plica ti on   No beco m bo tt le nec f or   the  scal abili ty   and  powe dissi pation  i the  MP S oC.  I ndeed el e ct rical   interco nnect are  not  able  to  bo os tra ns m issi on   rates  an powe r dissi pation w hich  it   m a kes hig hly desi rab le  t re plac e them  [ 1].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Detect ion   an d Mo nitorin g In t ra /I nter Cr os st alk in O ptical  Ne tw or k on C hi ( Ah med Jedi di)   4913   Op ti cal   com m un ic at io offe r high  ba nd width   with  lo wer   powe co ns um ption.  I fact,  it   can  achieve  band w idths  in  t he  ord er  of  te ra bits  pe seco nd  by  e xp l oiti ng   wav e le ng th  div isi on  m ulti plexing.  Sinc e   photonic  s yst em   has  po te nt ia capaci ty   an bec om attracti ve  to  us it   to  i m pr ove  co m m un ic at ion   in  the   chip [ 2]. As a  r esult,  op ti cal  net work on c hip “O No C”  is pr esented  to repl ace t he  tra diti onal  NoC.   Mi cro res onat ors  (MRs)  a nd  na nophot on ic  waveg uid e are  t he  key  dev ic es   in  ONoC. Ho wev e r,   th ese  op ti cal   de vices   and   wav e guides  pro vide   trans par e ncy   ( a   com po ne nt  is  cal le X - tra nspare nt  if  it   fo r wards   incom ing   signa ls  fr om   inp ut  to  ou t pu with ou exam ining   the  aspect  of  the  sign al )   capab il it ie wh ic they   induce  opti c al   vulne rab il it ie “cr os sta lk”   in  O N oC  where  is  does  not  exist  i a   co nv e ntio nal   N oC.  Fu rt her m or e,  one  of  the  seri ous  pro blem with  trans par e nc is  the  fact  that  op ti cal   cro ss ta lk  is  add it ive an thu t he  ag gre gate  eff e ct   of   cro sstal over   whole  O N oC   m a be  m or ne far i ou t ha sin gle  po int  of  cro sstal [3 ] Con se quently op ti cal   cr os sta lk  de grade th qual it of  sign al s   an i ncrea ses  their   BE (Bi t   Error   Ra te pe rfor m ance  [4] In   fact,  bo t f or m of   op ti cal   cro sstal can  arise  in  ONoC  syst em :   inter - cro sstal a nd intra - c r os sta lk.   In te r - cr os sta lk   arises  w he the  cr os sta lk  si gn al   is  at   w avelen gth   s uffi ci ently   diff ere nt  from   the   aff ect ed   sig nal ’s  wav el e ng t that  the  dif fe ren ce  is   la rg e r   than   the  rece iver’s  el ect rica band width.  I nter - cro sstal ca a lso  oc cu t hro ugh  m or e   inter act ion t hat  a r in direct.  For  exam ple,  if  one  cha nnel   af fe ct the   gain  see by  ano t her   c ha nnel as  with  nonlinearit ie s.  I the  seco nd  pl ace,  intra - cr osst al arises  w hen   t he   cro sstal sign a is  a the  sa me  wav el en gth   as  that  of   the  af fected  si gn al   or   suffici entl cl os to  it  t hat  the   diff e re nce  in  wav el e ng t hs   is  within  the  rec ei ver el ect rical   ban dwidt h.   In tra - cr os sta lk  arises  in  trans m issi on   li nk due to  r e f le ct ion s [5] - [6 ]   Cros sta lk  is  one  of   th m ajo pro blem   arisi n in  ONoC  an it   is  barrier   of   th scal abili ty   and   th e   perform ance  f or   t he  ev olu ti on   of  the  MP So C.  As  res ult,  fin m eth od  to  detect ,   local iz and   m on it or   cro sstal will   be  essenti al I this  pap e r,   we  pro pose  new   syst em   to  detect   and   m on it or  the  intr a/ inter  cro s sta l in  O No C.  I nd ee d,   we  prese nt  an   analy ti m od el   fo t he  both   form of   cros sta lk  induce by  the   ONoC  com ponen ts Ba sed  on  this  stud y,  we  evalu at and   po i nt  out  the  i m po rta nce   to  detect   and  m on it or  cro sstal noise   in  ONoC.  Furt her m or e,  we  de sign   a nd   im pl e m ent  per for m ed  hardw a re  syst e m   to  detect   and  m on it or  inter/i ntra  c rossta lk i the  wh ole n et work.    The  rest  of   t he  pap e is  orga ni zed  as  f ollo ws:  The  sec ond  se ct ion   will   pres ent  an  e xtensi ve   ov e rv ie of   the  relat ed  work   i the  li te ratur e Th th ird  sect i on  will   descr i be  the  inn e arc hitec tu re  of  the  basic  dev ic es   in  O No a nd  the  net wor m od el   us e in  t his  wor k.   T he  f ourt sect ion   wi ll   dep ic it   the  analy ti m od el   of   t he   cro sstal noise   ind uce in  op ti cal   com ponen ts Ma inly we  will   descr ibe  the  cr os st al pr ogress  i the  diff e re nt  de vices  an in  t he   whole  netw ork.   T he  fifth   sect ion   will   descr i be  the  ha rdwar desi gn  an i m ple m entat io of  the  pro posed  syst em   of   detect ion   a nd  m on it or   the  cr os sta lk  in  O N oC.  T he  sixt sect ion  will   discuss   an analy se  the  f us ibil it and   th diff e ren res ults  of   our  syst e m Finall y,  we  will   con cl ude  and   expose  our f ut ur e  works.       2.   RELATE D  W ORK   Op ti cal   net wor on  chi pro vid a   pr om is i ng  so l utio to   increase   the  r equ i rem ents  in  ultra - hi gh   band width  an lo wer  pow er  co nsum pti on   i the   MP So C.   Acc ordin the  pro gr ess   of  te ch no l og y ,   nano photonic  wav e guide  a nd   op ti cal   switc are  prese nted  i the  c hip,  w hi ch  they   are  t he   key  com pone nts  f o ONoC.  I the  la st  decad e,  m a ny  researc hers  fo c us   their  work to  pro po se  per f orm ed  arch it ect ur of  O N oC   i obj ect ive  t sat isfy  the  dif f eren re qu irem ents  of  MPS oC   pe rfor m ance.  H oweve r,  the   cr os sta lk   nois is  one   of the m os t i m portant iss ues  t hat r esea rc her s  f ace i n dev el opin g op ti cal   ne twork  on - c hip.     I the  li te ratu re,  m os of  th resea rch e rs  f ocus  their   w o r on  analy sis  and  m od el ing   of   c r os sta l no ise s in duce  by the o ptica l dev ic es in  ONoC. Furth e rm or e, m any stud ie s isolat e their w ork for m od el ing  and   analy zi ng  the   c ro sstal no ise   in  op ti cal   dev ic es  sep aratel a r ou te or  w av egu i de.  Yiyua Xie  a nd  al .   an al yse   and   op ti m iz e   cornstal in  5x Hitl ess  Sil ic o n - Ba se O ptica Rou te [ 7].  Hen ce they   an al yse cro sstal noise   at   dev ic le vel   and   r ou te le ve l.  Ba sed  on   t he  detai le a na ly sis,  they   pro po s ed  ge ner a analy ti cal   m o del  to   stud the  tran s m issi on   loss,  c ro s sta l noise op ti cal   sign al - to  noise   rati ( OSNR),  a nd   bit  err or  rati (B ER).   Indee d,   they   us ed  the  cr os si ng  ang le of   60   or   120   in ste ad   of   the  c onve nt ion al   90   c ro s s ing   a ng le   to  de sign   the opti cal  rou t er. Usin t his  m et ho d OS NR  is im pr ov e d b y about  10 d B   [7 ] .   Fabri zi Gam bin a nd   al pr opos e phot on ic   m ulti - m icr ori ng  N oC w hich  t he  the oret ic al   m od el  base on the tran sfe m at rix  m et ho d,   has  be en  validat e th rou gh  e xp e rim ental  r esults i te rm s  o trans m issi on  sp ect ra  [8 ] T r ansm issi on at   10   GB/s  ha ve   been   as sesse in  te rm of   BER   for  both  si ng le - wa velen gt an m ul ti - wav el e ngth  co nfi gurati on s   The  integ rated  N oC  co nsi sts  of   the r m al l tun ed  m ic ro ri ngs  co up l ed  to  central  rin g,   w her e   the   BER   m easur em ents  sh ow   pe rfor m ance  up  to   10 −9   at   10  G b/s  with  li m it ed  cro s sta lk   and p e nalty  (b el ow   0.5 dB)  induce d by an  interf e rin tr ans m issi on  [8].    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   491 2   -   4921   4914   Be sides,  m any  works  deal  w it the  cr os sta lk  in  the  w ho le   ONoC.  Ma inl y,  it   is  ho th cro sstal no ise s   ef fect  t he  perf or m ance  of  the   netw ork.  Partic ular ly these  st ud i es  analy se  a nd   m od el   the  c r os sta lk  pro gr ess  in  t he diffe re nt p a rts  of the  ne tw ork, an d pr ese nt th ei ef fect t BE R an S NR  of  the n et wor k.     Ma hd Ni ksda and   al syst e m at ic ally  stud and   c om par the  w or st  ca se  as  well   as  the  ave rag e   cro sstal noise   an S NR  in  t hr ee  well   kn own  opti cal   interco nnect   arc hi te ct ur es,  m esh - base d,  f old e d - tor us - base d,   a nd   fat - tree - ba sed  O N oCs  us i ng   WD [9 ] T he  an al yt ic al   m od el s   for  the  worst  case  an the  a ver a ge  cro sstal noise   and   S NR  in  the  dif fer e nt  ar chite ct ur es  ar e   pr ese nted Furtherm or e,  the   propose anal yt ic al  m od el are  int egr at e into  new ly   de ve lo pe crosst al noise   an loss  analy sis  platform   (CLAP to  analy ze   the  cro s sta lk  noise   an SN in  W DM - bas e O No Cs  of   a ny  netw ork  siz us in an  ar bi trary  op ti cal   ro ute r.   The  a naly ses’  r esults  dem on st rate  that  the  c r os sta lk n oise  is   of   c riti cal   concern  t WD M - base O N oCs:  in  th e   worst  case,  the   cro sstal nois power   exce e ds   the  sig nal  powe in  al three  WD M - base O No arc hitec tures,  even w he the   nu m ber   of pr oc esso c or es  is  sm a ll , e. g. ,  64 [1 0].   Yiyuan  Xie  an al analy sed  and   m od el le t he  cr os sta lk  noise s ig nal - to - no ise   rati (SNR),  a nd  bit   error   rate  (BE R)  of  o ptica r ou te rs  an O N oCs  [ 11 ] - [12]. Th analy ti cal   m od el fo cr osst al no ise m ini m u m   SN R,  a nd  m axi m u m   BER   in  m esh  base O No Cs   are  de ve lop e wh ic a a uto m at ed  cr os sta lk  a naly se f or   op ti cal   routers   is  dev el ope d.   They,  fi nd   that   cro sstal no is sign ific a ntly   lim it the  scal a bili ty   of   ONoC s.  For   exam ple,  due  t c ro s sta lk  no i se,  the   m axi m u m   BER   is  10 - on  the  m esh  base ONo us in a opt i m iz ed   cro ss ba r - base opti cal   router.   To  ac hiev th BER   of  10 - 9   for  reli able  tr ansm issi on s,  t he  m axi m u m   ONoC   siz e is 6× 6.     As  we  pr e sent ed  ab ove  the  r esearch  w orks  in  opti cal   netw ork  on  c hip   ha lim it ed  to  an al yse   and   to  m od el   cro sstal noise   in  both  op ti cal   co m po nen ts  an the  wh ole  ne twork Howe ve r,   Ed oard F us el la Alessan dro   Ci la rdo  pr e sent  di ff e ren st ud i ONoC  wh ic they   pro pose ne m app i ng  syst em   fo ONoC  wh e re  it   c on si der  the  direct  e ff ect   of  the  c rossta lk  noise   t the  arc hitec tur of  N oC   [13].   They  pro pose  cl ass   of  al gorithm that  aut om at i cal ly   m ap  the   ap plica ti on   t asks  onto  a   ge ner ic   m esh - ba sed  phot on ic   N oC  arch it ect ure  s uc that  t he  wor st - case  cr os sta l is  m ini m iz ed F ur th erm or e,  the  res ults  s how  that  t he  c ro s sta lk   no ise   ca be  si gn i ficantl reduced  by  ad op ti ng   t he  awa re - c ro sstal m app ing   syst em ther eby  al lowi ng   higher   netw ork  scal a bili ty and   ca ex hib it   enc oura ging  im pr ov em ents  over   app li cat ion - obli vious  arc hitec tures      [13] - [ 14] .       3.   BASI OPTI CA DE VICES A ND N ET WORK  MO D EL   Op ti cal   com mu nicat io syst e m   of fer high  ba ndwidt an high  Qu al it of   Se rv i ce  ( QoS) .   Howe ver,  op ti cal   co m po ne nt in  ONoC  intr oduce  cr os sta l noise I this  sect ion we  de scribe  the  pro gress  of  cro sstal in  the  opti cal  d e vice  m or eov er  in  t he  who le   netw orks  [15 ] .       3.1.   Opt ic al de vice s   mo del    Wav e guides  a nd   m ic ro - re sonat or  (MRs)  ar the  two  ba sic   op ti cal   el e m ents  an exte nsi vely   us ed  t const ru ct   basic   opti cal   switc hi ng   el em ents  and  opti cal   r ou t ers.   I par ti cul ar,  we  ha ve  t wo  ty pes  of  opti cal   switc hes:  the   pa rall el   switc hi ng  el em ent  (P SE)  a nd  t he  c ros sing  sw it chi ng ele m ent  (CSE).  The se  el em ents  are  1 x 2  op ti cal  s witc hing  base d t MR s a nd  w aveguide  cr os s ing   [ 16 ] - [17].    Figure  1   ( a )   a nd  ( b )   prese nt  the  str uctu re  of  PS a nd   C S res pecti vely   in  the  t wo  sta te OFF  a nd  ON.  Wh en  the   sta te   of   MR is  ON we  sel e ct   to  switc the  wav el en gth   t form   the  first  wav eg uid to   the  seco nd  this  ca ll ed  no de  in   s ta te   ON.  How ever,  wh e th sta te   MR i O FF  we  ha ve   not  a ny  s witc hing   op e rati on a nd in  this  case, t he node is  in  sta te  O F F [1 7].        M R 1 M R n M R 1 M R 1 .   .   . .   .   . D r o p A d d I n p u t T h r o u g h   λ n       λ n     O F F   S t a t e M R 1 M R w M R 1 M R n M R w .   .   . .   .   . D r o p A d d I n p u t T h r o u g h   λ n       λ n     O N   S t a t e ( a ) M R 1 M R n M R 1 M R 1 .   .   . .   .   . D r o p A d d I n p u t T h r o u g h   λ n     O F F   S t a t e M R 1 M R w   λ n     M R 1 M R n M R w .   .   . .   .   . D r o p A d d I n p u t T h r o u g h   λ n       λ n     O N   S t a t e ( b ) M R 1 M R n M R 1 M R 1 .   .   . .   .   . D r o p A d d I n p u t T h r o u g h   λ n       λ n     O F F   S t a t e M R 1 M R w M R 1 M R n M R w .   .   . .   .   . D r o p A d d I n p u t T h r o u g h   λ n       λ n     O N   S t a t e ( a ) M R 1 M R n M R 1 M R 1 .   .   . .   .   . D r o p A d d I n p u t T h r o u g h   λ n     O F F   S t a t e M R 1 M R w   λ n     M R 1 M R n M R w .   .   . .   .   . D r o p A d d I n p u t T h r o u g h   λ n       λ n     O N   S t a t e ( b )     Fig ure   1 .   Ba sic  opti cal  d e vices in  ONoC:  (a) PSE,  (b) C SE   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Detect ion   an d Mo nitorin g In t ra /I nter Cr os st alk in O ptical  Ne tw or k on C hi ( Ah med Jedi di)   4915   3.2.   Net w or k m odel   Figure  pr ese nts  an   ove rv ie of   a opti cal   No C   c omm un ic at ion   betw e en  tw proces so rs   C0   an C1.  Wh e n,   th process or   C deci des  to  e sta blish  co nne ct ion   with  t he   cor C1  a opti cal   sign al   will   be  gen e rated   with   sp eci fic  wa ve le ng th   λ.    Ele ct rical - Op ti cal   (E - O)  inter face   on  the  pa rt  of  the  co re  C sta rts   to  conve rt  the  el ect rical   sign al   in  op ti cal   signa l.  Af te r,   t he  op ti cal   sign al s   passes  thr ough  the  opti cal   on - c hi netw ork  fl ow i ng   s pecific  nodes.   Fi nally the  op ti cal   sig na detect ed  with   photodect ors  i O ptica l -   al ect rical   (O - E)  inte rf ac e.    Thus,  opti cal   nodes  are  th key  el e m ent  in  op ti cal   N oC   and   m any  of   them   are  pr opose i diff e re nt ty pes of net work [ 18 ] - [19].       O p t i c a l   N e t w o r k   o n   c h i p P r o c e s s o r   C 0 P r o c e s s o r   C 1 E - O c o n v e r t e r O - E c o n v e r t e r     Fig ure   2 O verview  of  op ti cal  co m m un ic at ion   via O n oC       To  e valuate  our  syst em   we  con si der   t he  network  m od el   as  show in  Fig ur 3.   We  as sum that  the   desig of   t he  ne twork  c om posed  by  sta ges wh ic the   num ber   of  sta ge is   direct  relat ed   with  t he  num ber   of   process or  co re N.  Mo reove r,  the  nu m ber   of  sta ges  gi ve by  the   eq uatio 1,   w her i the  total   nu m ber   of  process or co re s.      1 2 l o g l o g * 2 N P                                     ( 1)     Accor ding the   nu m ber   of stag es P  i O N oC t he  total   nu m be r of   node s R is:     1 2 * 2 1 2 1 p i i N R                             ( 2)     The  i nn e a rch i te ct ur e o node   router   com po s ed  by  pa rtic ula num ber   β of MR  accor ding the  num ber  of  wa velen gth s   ʎ use i n ONo C.        C 0 C 1 C 2 C w .         .         . C w + 1 C n .         .         . C n - 1 C w + 2 C 3 C w - 1 .         .         . .         .         . .         .         . .         .         . .         .         . .         .         . s t a g e   1 s t a g e   2 s t a g e   p .         .         . M R     Figure  3 Str uc ture of  Opti cal   Netw ork o C hip       4.   CROSST AL K NOISE I N O NOC   Op ti cal   crosst al is  pr ese nted   in  ONoC  com pone nts  an de gr a des  the  qu a li ty  of   sig nals,   increasi ng   their  BER   (Bit   Error   Ra te pe rfor m ance  as  they   travel  th r ough  the  netw or k   [ 20] I ad di ti on c ro s sta lk  no ise   increases   sig na l - to - no ise   rati (SNR)  an a ffec ts  the  qu a li ty   of  se rv ic (Qo S)   of  O N oC.  I fact,  bo t for m of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   491 2   -   4921   4916   op ti cal   crosst al can  arise  in  ONOC  r ou te rs inter - cr os sta lk  an intra - cr osst al [5 ]   W e   con si der   bo t intra - channel a nd int er - c hannel i n o ne  c ro s sta lk fo rm  an d we call  it  cro s sta lk  no i se.    The  intri ns ic   char act erist ic   of   photonic  de vices  al lows   the   cro sstal i nduc ing   to  the  opti cal   sign al   accor ding  the  wav el e ng t hs   c ro ssi ng   i the  op ti cal   de vices W ass um e,  that  the  rate  of  the  cr os sta lk   no is e    λ   is  i nduce by   the  node   with  wa velen gth  λj  an the   rate   of   the   cr os sta l noise    λ   is   in duced   by  t he  wav e guide l  wi th w a velen gt h λj   [21] - [22]   We  co ns ide the  w or st  case,  wh e each  nodes  an wa veguides  of  the  ne twork  im m ediat el ind uce   cro sstal nois (inter/i nt ra   cro sstal k)   c orrespo nd i ng  wi th  s pecific   wa velen gth   λi.  The   proce ss  of   com m un ic at ion   betwee co r es  beg i by  th init ia ti on   fr om   the  pr ocess or   c or (CM)  to  connect   with  the  process or   c or e   (CN ).   At  this  tim e,  ON oC   def ines  the  route  betwee CM   and   CN  a nd   sel ect spe ci fic  wav el e ng t for  this r e quest   This  r ou te   is  c om po sed  by  sp eci fic  num ber   of  node an wav e guides T her e fore,  t he  longest  r oute   is  com po sed  by   no des  a nd   P+1  wa ve gu i de s.  Howe ver,  the  shortest   r oute   is  con sti tuted  by  no de  an two  wav e guides A m entioned   be fore,  th op ti cal   com po nen t induce  direct ly   the  cro sstal noise   to  the  op ti cal   sign al   pas sed   t hro ugh  them Fu rt her m or e,   we  de fine   the   total   cr os sta lk   no ise   a dd e to   the   opti cal   si gn al   ʎ    induced  b y t he diffe re nt w a ve gu i des  is:          ʎ =    λ = 1 = 1     w he re k  is the n um ber  of w a ve gu i de  w hich  c on sti tute t he  r oute  b et wee CM  an CN and   ʎ j  is the w avel eng t h   us e in  ONoC  deprive  of   ʎ i.   Additi on al ly we  prese nt  the  total   cro sstal no ise   a ppen de to  the  opti cal   sign al   ʎ    in du ce d by th e d if fer e nt ro ut er  nodes  is:          ʎ =    λ = 1 = 1     w he re  L   is  t he  nu m ber  o f   r oute nodes   w hich   they   are   a p a rt  of  the   r oute   be tween  CM   an CN.   T hen,  the   total   cro sstal k no ise  pow e i the   CN for t he  opti cal  sign al   ʎ    is  presente d by:      ʎ =      ʎ +    ʎ      ʎ =      λ = 1 = 1 +  λ = 1 = 1     Finall y, the S N R of the  opti cal  carr ie d o t he  w a velen gth   ʎ   is :      λ = 1 0 log   (  λ   λ )     w he re,    λ   is t he  opti cal  p owe si gn al  a nd    λ   is t he  cr os sta lk  noise  pow e r.    To  point  out  the  da ng e rous   aspect  of  the   c ro sstal on  the   net work,  we  evaluate  t he  S NR  a nd  the   cro sstal pow er  in  O N oC.  B esi des,   we  use   CLAP  to ol for  the  sim ulati on   w hich  de velo ped   by  [ 9 ] W e   expose  th SNR   and   the  pow er  of  the  cr os s ta lk  no ise   acc ordi ng   th siz of   the  netw ork   and   t he  num ber   of   wav el e ng t h us ed  in  ON oC. P recisel y, we  c om par e b et wee n t he  lo ngest  ro ute and t he   s ho rtest  one.   The  F ig ur e   4   (a)  an ( b)  pr esent  the   S NR   an C ro s sta lk   powe noise   accor ding  t he  siz of  the   netw ork  f or   t he   nu m ber   of  ʎ  equ al   a nd  16   res pecti vely   No ti ce  that  the  cro s sta lk  powe noise   sli gh tl y   increase a cco r ding the  size  of n et w ork , but   t he  S NR  decr ea ses.    Fu rt her m or e,  i is  cl ear  that  the  cro sstal power   no ise   is  gr eat er  f or   the  longest  r oute   than  the   sh ort est  o ne , is d ue  to the add it ive n at ur e of cro sstal noise  w hich  it  induc es each ti m e  w hen  they has  c r os s in   the r oute . Cons equ e ntly ,   the cro sstal powe no ise  acc um ul at es thr ough th e o ptica l ro ute  betwee sourc e cor e   and   destinat io on e.    We  noti ce  that  the  SNR   beco m so   hig w he the  num ber   of   wav e le ng th  em plo ye i the n et wor k   ar e increase d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Detect ion   an d Mo nitorin g In t ra /I nter Cr os st alk in O ptical  Ne tw or k on C hi ( Ah med Jedi di)   4917     (a)   num ber  of  ʎ=8     (b) nu m ber   of  ʎ=16     Figure  4 .   Cr os s ta lk noise  pow er a nd S NR ac cordin t he netwo rk size       We  e valuate   th cr os sta lk   po wer  noise   a nd  the  S NR  acc ordin t he  wav el eng t num ber   e m plo ye i the  O N oC  as   dep ic i the   F igure  5.   Partic ularly we  fixe th netw ork  siz by  16x16  cor es   a nd  we   swee wav el e ng t nu m ber   fr om   to   32.  O acc ount  of  the  inc rea se  of   t he  wa vel eng t num ber the  cr os sta lk  powe no ise   ta ke a n   e xponentia l   pro gr es s.  H oweve r,  the  S NR  co ns i der a bly  dec reases   w hen  the  nu m ber   of   wav el e ng t in crease.  Def i nitel y,  the  pres en ce  of  hi gh   nu m ber   of   op ti ca sign al in   th sam wav eg uid or   op ti cal   c om po nen t   ca us e s   di rect eff ect  t c ro sstal in duce d   in  the c orres pondin g wav el eng t h.       Finall y,  we  c oncl ude  that  t he   cr os sta lk  no ise   becam crit ic al   wh en   we   increase   the  wav el e ng t n um ber   or the  netw ork  siz e.   Accor dingly , det ect  an d m on it or  c rossta lk in  ONo becam e ind is pe ns able           Figure  5 .  Cr os s ta lk noise a nd  SN R acc ordin g t he nu m ber   of  wav el e ng t hs   for 16x 16 cores       4.   CROSST AL K NOISE  DE TE CTION A ND M ONI T O S Y STE   A m entioned   befor e crosst a lk  no ise   is  seriou obsta cl es  t de velo opti cal   network   on   chip  w hic the  reli abili ty   and   pe rfor m ance  of   t he  MPS oC   will   be  cu rb.   As  Re s ult,  fi nd   syst em   that  has  capa bi li ty   t o   detect   and   m on it or   the  c r os st al noise   in  O No is  esse ntial   and   vital Ma inly this  syst e m   m us resp ect   the  fo ll owin g req ui rem ents     Eff ic ie ncy      Scal abili ty     Faci li ty  to  i m ple m ent   To  detect   a nd   m on it or   crosst al in  O N oC,  we  pro pose  th Cros sta lk  De te ct ion   an Mon it or  Syst em   (CDMS ).   T he  m ai idea  of   C DMS  is  to  m on it or   c onti nuously   the  dif fer e nt  i m pairm ents   (intra/i nter  c r osst al k)  in  the  w ho le   ne twork T r ea ch  the se  obj ec ti ves  CDMS  i com po se by   sever al   C ro s sta lk  Detect io Bl oc   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   491 2   -   4921   4918   (CDB)   distri bute i the   ne twork  acco rdi ng   a   sp e ci al   local iz at ion   syst e m   as  sh own   in   t he   F i gure  6 .   Fu rt her m or e,   CDB  is  place betwee tw op ti cal   no de in  the   sam le vel  w hich  C DB  s plit the  var i ou s   op ti cal  s ig nals  passe th r ough  these  op ti cal  rou te rs.   The  proc ess of  functi on  of  C DB is  gi ven b y t he  al go rithm   1.     First,  we  s plit   the  op ti cal   sign al from   t he  input/ outp ut   of   the  appr opriat opti cal   nodes To  real iz thi s   op e rati on  we  us e,  photode te ct or   m od ule  t co nvert  t he   opti cal   sign al in  el ect rical   sign al s.   Sec ond,   t he   diff e re nt  input/ ou t pu sig nals  passe to  CDB  wh ic the  pr oc ess  of   detect ion   a nd   local iz at ion   of   the  c r os sta lk   no ise   la unc he d.   T hird,  syst e m   of   cro sst al cl assifi cat i on   beg i to  m on it or  an to  cl assify   the  diff e ren t   detect ed  i m pairm ents  according   the  val ues   of   the  crosst al no ise s   More ov e r,   the   cro sstal noi ses  are  cl assifi ed on 3   ty pes   as s how n i the  Ta ble   1.       C 0 C 1 C 2 C 4 C 5 C 3 s t a g e   1 s t a g e   2 s t a g e   4 C 4 C 5 s t a g e   3 s t a g e   5 C D B C D B C D B C D B C D B C D B     Figure  6.  P rop os e Cr os sta lk   Detect ion   an Locali zat ion   S yst e m  in  FON oC       Table  1.   Im per t m ent ala r m s ty pes   I m p er m en Alar m   Descripti o n   No  Cros stalk   No  detectio n  of  cr o ss talk  ( h ealth y  si g n al)   Acceptab le Cros st alk    ʎ     3 . 2      &&   ʎ    ʎ (              )   Dan g en rou s Cro ss t alk    ʎ   >   3 . 2          ʎ (         )   OR    ʎ     3 . 2      &&   ʎ     ʎ (             )       The  C DMS  m on it or  t he  cr osst al noise   by  evaluate  t he  st at us   a nd  featu r es  of  the   sig na l,  w hich  t he   cl assifi cat ion   of  the  cr os sta lk  no ise   is  esse ntial Indeed,  w he the  cr os sta l noise   po wer   is  gr eat   than  3.2  db   the  cr os sta lk  noise   is  cl assifi ed  as  da nger ous   and   we  m us gen e rate  an  al a rm   wh at ever   th local iz at ion   of   t he  op ti cal   com ponen ho res pons i ble  for  it Be sides,  this  sit uation  nam ed  Dange rous  cr osst al le vel.  H ow e ve r,   wh e t he  c ro s s ta lk noise  pow er is less t han  3.2 db,  we hav e two si tuati on   1.   If   the  opti cal   com po ne nt  how   has  the  respo nsi bili ty   of   this  i m pair m ent  is  locat ed  in  the  uppe r - half  r ou t e,   and  we  cl assi f this  crosst al no ise   as   acc eptable.  Be si de s,  the  acce pta ble  cr os sta lk  l evel  al low  to  t he  op ti cal  sig nal  r each the  dest in at ion   without   a la rm  b ut they  m us t be ex am i ned.    2.   If   we  detect   the  cr os sta lk  noise   at   the  lo wer - hal r ou te   and   al arm   is   gen e rated  a nd  we  cl assify   this  cro sstal as  da ng e r ou s Be ca us e,  th pro ba bi li t to  ind uce  m or cro sstal is  hig a nd  ex trem e ly   aff ect   the   op ti cal  sig na l.                    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Detect ion   an d Mo nitorin g In t ra /I nter Cr os st alk in O ptical  Ne tw or k on C hi ( Ah med Jedi di)   4919   Algorithm  1 . C ro sstal k no ise   Mon it ori ng   FOR   ʎi= to  32   IF   (C ro sstal k d et ect ion  =  1)  T hen   IF (  ʎ   >   3 . 2    ) T hen     Im per m ent A la rm  = D an gerous Crosst al k   El se IF   (  ʎ     3 . 2      &&   ʎ    ʎ ) T he n            Im per m ent   Ala rm  = D an gerous Crosst al k   El se IF   (  ʎ     3 . 2      &&   ʎ    ʎ ) T he n               Im per m ent A la rm  = A ccepta bl e Cro sstal k   END IF   El se IF   (C ro s s ta lk d et ect io n = 0 Then     Im per m ent A la rm  = N C ro ss ta lk   END IF   END FO R       To  reali ze  thes e   op e rati ons  in   real - tim fu nc ti on   we  desig n,  si m ulate   and   i m ple m ent  the  CDMS  in   RTL.  I ndeed the  in ner   a rc hitec ture  of   t he  CDB  sho wn  in  the   Fig ur e   7.  F ur the rm or e,   CDB  c om po ses  by   sever al   MR to   sp li the  dif fere nt  opti cal   sig nal  ʎi  w hich   th num ber   of  M Ri   equ al   t the   num ber   of  ʎ.   Next ,   we  us e phot od et ect or  to  conve rt  op ti cal   sign al   to  el ect rical   on and   th nu m ber   of   th photodete ct ors  ar e   the  num ber of  ʎ.  For  the  i nput  sig nals  pa ssed  to  delay   process  t synch r on iz with  the  ou t pu s ign al s .   Finall y,  syste m   to  detect   t he  crosst al noise   pr ese nte with  the  com plexity   and   the  cost  directl relat ed   with the  num ber   of   wa velen gt use d.    CDMS  is  distribu te syst em   us the  different  inf orm ati on c ollec te f ro m   the  CDB  dev ic es W e   centrali ze  thes inf or m at ion s   in  the  C DMS w hich  we  proceed   the  m onit or in of  t he  cro sstal noise   in  the   whole  netw ork.   Mor eo ver,  the  CDMS  loc al iz and   cl assify   the  diff er ent  cro sstal no ise in  ob j e ct ive  to  gen e rate t he  appr opriat e ala rm s as  dep ic t i n t he Alg or it hm  1.         MR 1 MR n MR w OP w OP n OP 1 D o w n s t r e a m   ( s p l i t   s i g n a l ) MR w MR n MR 1 OP 1 OP n OP w U p s t r e a m   ( s p l i t   s i g n a l ) D e l ay P r oc e s s C r os s t al k   D e t e c t i on   D e l ay P r oc e s s C r os s t al k   D e t e c t i on   D e l ay P r oc e s s C r os s t al k   D e t e c t i on   Q Q S E T C L R D Q Q S E T C L R D - = = C r p T h 1 C r p T h 2 A la r m 1 0 A la r m 2 1 A la r m .     .     . .     .     . .     .     .     Figure  7.  Cr osst al Detect io n B lock       5.   RESU LT S  AND A N ALYSIS   To  disc us the   feasibil it y,  the  reli abili ty t he  scal abili ty   and   t he  cost  of  our  syst em we  sim ulate synthesiz an i m ple m ent  C DMS  in  FP G A.   F ur t her m ore,  we  us e the   STA RTER   K it   of   Xili nx   w it the  diff e re nt  sim u la ti on   an syn theses  to ols  ( Pr oject   Na viga tor   of  Xili nx   an Mo delSi m ).   Partic ularly we   sel ect ed  SP AR TAN - 3E for  our  work   [23].        We  stu dy  the  cost,  the  c om plexity   and   the  scal abili ty   of   CDMS  acco rd i ng   t he  siz of   the  netw ork   and  the  num ber   of   t he  wav el e ng t hs   us e in   ONoC.  Be si de s,  these   pa ram et ers  e val uate  by  the  occ upat ion   a rea   of   t he  CDMS  in  the  c hip   as  sh ow in  t he  Figure  8.   We  no ti ce  that  the   area  occ upat ion   i the  c hip  is  the   nu m ber   of  L U Ts  us e on  c hip Mo re ov e r,   t he  total   num ber   of  LUT ex pone ntial ly   increases  acco rd i ng  the  nu m ber   of  pro cesso r   cor es  s cal es.  Indeed,  this  evo l ution   exp la ine by  the  increase  of  the  nu m ber   of  CDB   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  8 , N o.   6 Dece m ber  2 01 8   :   491 2   -   4921   4920   accor ding  the  siz of   the  network.  I add it ion we  rem ar that  the  execu ti on   ti m es   i ncr ease sm oo thly   as   functi on  as  t he   num ber   of  co r es  w hich  t hey  r eflect   the  hi gh  scal ab il it of   CDMS.  In  pa rtic ular,   t he  a ver a ge  of  the  exacti ons  t i m is  aro und  23   m ic ro sec onds   As  res ul t,  CDMS  reac real  ti m functi on  with  high   scal abili ty In de ed,   w he the  netw ork  has  2048  pr ocess or   cor es  C DMS  ne ed  le ss  than  4000  LUT an this  value  i 0.0 1%   of  the  siz of  the  chi a nd  th exec ution  ti m is  le ss  than   25  m ic ro seco nd s T he  pe nalty   fr om   the  photodete c tor  operati on  sli gh tl eff e ct   the  real  ti m e   f un ct io of  t he  C DMS  bec ause  al de vices  ar e   i m ple m ented  in  the  sam chip  a nd   t he  c on c eption  of  the  C DMS  boos the   real  tim execu ti on  by  high   RTL   desig n.           Figure  8 .   Com plexity  and sca la bili ty  o CD LS in  ch i p       To  bette unde rstan ding  the   cost  an the  com plexity   of   the  CDMS,  we  ex plore  th cost  an the   scal abili ty   of   CDB  accor ding  the  num ber   of   the  wa veleng t ʎi  use i O No C The  Figure  pr e se nts  the   com plexity   of   the  CDB   de fin as  the   rate   of   the  L uTs  nu m ber  over   the   w avelen gth  num ber  ʎ  use in  ONoC .   Si m il arly we  pr ese nt  the   fl ow  of  data  proc ess  as  perf or m ance  a nd  scal a bili ty   of   CDB .     W e   real iz t hat  the   com plexity   of   CDB  increase  sign ific a ntly   wh en  t he  num ber   of  ʎ  is  between   a nd   16  the this  va riat io sli gh tl sta bilizes . I ndee d,  thi s p rog ress  of the co m plexity   is du e to the  re us e of the h ar dware b l ocs,  wh ic the   com plexity   rate  is  64%  f or  ʎ  e qu al   16  th an  it   is  62%  for  ʎ  eq ual  32.  Othe rw ise we  noti ce  that   the   perform ance  and   scal a bili ty   of   C DB  are  m os tl con sta nt  as  functi on  the   nu m ber   of  wa velen gth s As  resu lt ,   the  CDB  offe r hi gh  scal a bili ty   and   perf or m ance  with   an  a ppr opriat com plex it wh en   the  num ber   of   wav el e ng t hs   e xceeds  16.            Figure  9 .   Com plexity  and  Da ta  f lo w of  C D       6.   CONCL US I O N   T he  te ch no l ogy  gr owth  of  tr ansisto integr at ion   has  no w   reache it lim it s.  Moreo ve r,   this  high   transisto i nteg rati on  rate  has   pu s he t he  se m ic on duct or  in du st ry  to   sh i ft  from   the  sing le - co re  to   m ulti - cor e   in  one  c hip  ( MPSoC) On e   of  the   seri ous  pro blem of  the  MPS oC  i the  c omm un ic at ion betwe en  th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Detect ion   an d Mo nitorin g In t ra /I nter Cr os st alk in O ptical  Ne tw or k on C hi ( Ah med Jedi di)   4921   diff e re nt  pr oce sso r ’s   co res.  I this  c on te xt,  Netw ork  on  C hip   is   prom ote  so luti on  t s olv t his  pro ble m   bu t   is  lim i te by  th increase nu m ber   of   c ores  i m ple m ented  on  c hip .   O ptica Netw ork  on  C hip   is  a   pr om ot ion al   so luti on  that  s olv es  the  pro ble m   of   high  rat of   data  exc ha ng betwee cor es  with  le ss   energy  consu m pt ion Howe ver,  in   opti cal   com m un ic at ion   ONoC   is  af fected   by   cr os sta lk  nois e,  w hich   is  a   m ajo r   pr ob le m   that  hinders  t he  achievem ent  and  m ai ntenan ce  of   high  pe rform ance.  In   fac t,  cro sstal no ise   deterior at e the   qu al it of   sig na ls  and   he nce  degra des  syst em ’s  per form ance.  I this  paper  we   pro pose new   syst e m   to  detect   and   m on it or   c ro s sta lk   no ise   in  ONoC,  w hich  t he   con tri bu ti on  of   this  work   i to  offe the   first  com plete ly sys tem  to  detect  a nd  m on it or ala rm s ind uced   by  cro sstal i ONoC. P a rtic ul arly , w e d esc ri bed  t he   distrib uted  a rc hitec ture  a nd  the  f unct ion  of CDMS,  al s o,  w f oc us ed   on the  ha rdwa re  de sign  o f   CDB. Finall y,   we  im ple m ente a nd   sim ulated   our  syst em  to  evaluate t her perform ance. The  resu lt ha ve  d em on strat ed  that,  our  syst em   of f ers  a   hi gh  scal abili ty   with  lo rate  of  occ upat ion  in   area   of  the  c hip  as  well   as  a   real - tim e   functi on  with  23 m ic ro seco nds as e xecu ti on t i m e.       REFERE NCE S     [1]   E.   Bone tt o,   et   a l. ,   Opti ca te ch nologi es  c an  improve  the   ene rg y   ef ficien c y   o net works , ”  Proc .   35th  Eur.   Con f .   Opt.   Comm un . ,   pp.   1 4 2009 .   [2]   M.  J.  Cia nch et t i,  et   al. ,   Phastla n e:   rap id  tr ansi opti c al   rout ing  net work,”   Proc.   36th  Annu.   ISC A ,   pp.   441 450 2009   [3]   L .   Zhou ,   et   a l. ,   Joint - Coding  Scheme  with  Cross ta lk  Avoidance  in  Net work  on  Chip , ”  TEL KOMNIKA   ( Tele communic ati on  Computing   El e ct ro nic s and   Control) , v ol /i ss ue:   11 ( 1 ) 2013 .   [4]   M .   F Chat m en ,   et   al . ,   New  Design  of  Netw ork  on  Chip  Ba sed  on  Virtual  Route rs ,   Indon esian  Journal  o f   El e ct rica Eng in ee ring a nd   Computer  Sc ie nc e ( IJE ECS) v ol / issue:   2 ( 1 ) ,   pp.   115 - 1 31 2016 .   [5]   H .   A.  M.  Harb,   et   al. ,   Study   of  the   Num ber   of  W ave le ngths  I m pac in  the   Opt ic a Bu rst  Sw it chi ng  Core  Node ,   Proce ed ing  of  th El e ct rica Eng ine ering  Co mput er  Sci ence     and  I nformatic s ,   Yog y ak arta,   Indone s ia pp.   664 - 667 2017 .   [6]   A .   Jedidi ,   et   al . ,   Dete ct ion  and   loc al i zation  of  cro ss ta lk  in  an  al l - opt ical  net w ork , ”  Journal  of   opti cs ,   vol /i ss u e:   13 ( 1 ) 2011 .   [7]   Y .   Xie,   et   al . ,   Cross ta lk  Noise  Anal y sis  and  Optimiza t ion  in  5x Hitl ess  Sili con - Based  Optical  Route for  Opti c al  Networks - on - Chip  (ON oC) , ”  Jou rnal  o Ligh twave  Techno logy v ol/ issue:   30 ( 1 ) ,   2 012 .   [8]   F .   Gam bini ,   e a l. ,   BER  eva l uation  of  low - cro ss ta lk  sili con  integra t ed  m ult i - m i cro ring  ne twork - on - chi p ,   opt ic ex press   journal 2015 .   [9]   M.  Nikdast ,   et   a l . ,   S y stematic  a naly s is  of  cro ss t al noise   in  fo ld ed - torus  base o pti c al   ne tworks - on - chi p, ”  IE E E   Tr ans.  Comput. - Ai ded   Design  In t egr.   Circu it s S yst. ,   vol / issue:   33 ( 3 ) ,   pp .   437 450 ,   2014.     [10]   M .   Nikdast,   et   a l. ,   Cross ta lk   Noise  in  W DM - base Optical  Ne tworks - on - Chip:   Form al   Stud y   an Com par ison , ”  IEE E   Tr ansacti o ns on  Ve ry   Lar ge  Sca le Int egrat i on  Syste ms ,   vol / i ss ue:   23 ( 11 ) ,   pp.   2552 - 2565,   201 5 .   [11]   Y.  Xie ,   et   a l . ,   For m al   wors t - ca se  anal y s is  of  cro ss ta lk  noise  in  m esh - base opti c al   ne tworks - on - chi p,   IEEE   Tr ans.  Ve ry  Lar ge  Sca le Int egr .   ( VLSI )   Syst . ,   vol /i ss ue:   21 ( 10 ) ,   p p.   1823 1836 ,   2 013.   [12]   Y.  Xie ,   et al . ,   C ross ta lk  noise an bit   err or  ra te   a naly s is f or  opt ical  ne twork - on - c hip,   Proc. 47t ACM/ IE EE   DAC pp.   657 660 20 10 .   [13]   E .   Fus el l a   and   A .   Cil ard o,   PhoN oCMap:  an  Appl ic a ti on  Mapping   Tool   for  Photon ic   Networks - on - Chip ,   D esign ,   Aut omation   &   T est  in   Europe   Co nfe renc &   Ex hibi ti on  ( DATE) 2 016 .   [14]   E F usella   and  A .   C ilardo ,   Cr oss ta lk - Aw are   Autom at ed  Map ping  for  Opti cal   Networks - on - Chip , ”  ACM  Tr an s.   Embe d.   Comput .   Syst . ,   vo l/ issue:   16 ( 1 ) ,   2016 .   [15]   J.  Chan,   et   a l. ,   Ph y sical - l a y er  m odel ing  and  s y s t em - le vel  design  of  chi p - sc al e   ph otoni int er conn ec t ion  ne tworks,”   IEE E   Tr ans.  Comput. - Ai d ed  Des ign  Int egr.   C ircu it s Sy st . ,   vol / issue:   30 ( 10 ) ,   pp .   15 07 1520,   2011 .   [16]   W .   Ding,   et   al . ,   Com pac and  low  cro ss ta lk  wave guide   cro ss ing  using  impedanc m at ch ed  m etam at erial , ”  App l .   Phy s.  Le tt . ,   vol / i ss ue:   96 ( 11 ) ,   pp.   111114 - 1 1111 14 - 3,   2010 .       [17]   Q.  Li ,   et   al . ,   Design  and  dem onstrat ion  of  co m pac t,   wide  ba ndwidth  coupl e d - resona tor  filte rs  on  s il ic on - on - insula tor   platfor m , ”  Opt.   E xp . ,   v ol /i ss ue:   17 ( 4 ) ,   p p.   2247 2254 ,   2 009.     [18]   D .   Nikolova,  e t   al. ,   Scal ing   sili con   photonic  sw it ch  fab r ic f or  data  c ent er   i nte rco nn ec t ion  net works , ”  Opt .   Ex press ,   vol /i ss ue:   23(2) ,   pp .   115 9 1175 ,   2015   [19]   M.  Petracc a ,   e t   al . Design  Ex plora ti on   of  Opt ic a Int erc onne ction  Net works   fo Chip  Multi pro ce ss ors,   HOTI 2008.     [20]   L.   H.  K.  Duong ,   et   al . ,   ca se  stud y   of  signal - to - noise  rat io  in  ring  base opti c al   net works - on - chi p, ”  IEEE  Des.   Test  Comput. ,   v ol /i ss ue:   31 ( 5 ) ,   p p.   55 65 ,   2014 .   [21]   A.  Parini ,   e al. ,   BER  eva lua ti o of  passive  S OI  W D route r, ”  IEEE  Phot on .   Technol .   Lett . ,   vol/ issue:  25(23) ,   pp.   2285 2288 ,   2013 .   [22]   H.  Gu,  et   al. ,   Low - power  Fat  Tre e - b ase Optic a Network - on - Chip  for   Multi proc essor  S y stem - on - Chip ,   DATE ,   2009 .     [23]   F.  Xia,   et   al . Ultra - compac h igh  orde ring  re sonator  fil t ers  using  subm ic ron  sili con  photon ic   wire for  on - chi p   opti c al   int er conn ec ts,   Opt ic al   E x press ,   vol/ issue:   15 ( 19 ) ,   pp .   1193 4 - 11941 ,   2007 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.