D-ARM

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Atualmente os sistemas de comunicação têm exigido redes de interconexão de alta capacidade de transmissão e baixo atraso de transferência. O presente trabalho propõe uma nova topologia de rede de interconexão multidimensional, batizada de D-ARM, na qual a principal preocupação é obter uma elevada capacidade de transmissão e um reduzido atraso de transferência. A nova topologia D-ARM possui um padrão de conexão em malha alternada regular com fronteiras toroidais. Cinco propriedades características normalmente utilizadas para caracterizar as topologias de redes de interconexão são empregadas na análise da nova topologia: diâmetro, comprimento da bisseção, índice de desvio, grau de conectividade e simetria. Além disso, os seguintes parâmetros são utilizados para avaliar o desempenho da nova topologia: vazão, atraso de transferência e utilização dos enlaces. Tais parâmetros são determinados através de simulações computacionais. Finalmente, é derivada a expressão do limite superior da capacidade de transmissão da nova rede como função de sua dimensão. A fim de validar a nova topologia proposta como opção viável entre outras topologias já consagradas pela literatura científica especializada, fez-se a análise comparativa entre a rede D-ARM e as redes MSN e ShuffleNet. Os resultados obtidos mostram que a rede D-ARM supera as duas outras redes na maioria dos quesitos analisados... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: Since last decade the high speed communication systems have required interconnection networks with high transmission capacity and low transfer delay. This work presents a new topology for multidimensional interconnection networks, namely D-ARM, which has the goal of achieving even higher transmission capacity and simultaneously reduced transfer delay. The new D-ARM topology has a connection pattern arranged in alternated regular mesh fashion with toroidal boundary. Five distinctive parameters normally used to characterize interconnection network topologies were employed to analyze the D-ARM topology: the network diameter, bisection width, deflection index, degree of connectivity and symmetry. Then, the evaluation of the performance of the D-ARM network via computer simulation was carried out based on the following measures: throughput, transfer delay and link utilization. Finally, an upper bound to the transmission capacity was derived in terms of the network dimension. In order to validate our proposal, as a viable topology among others well-known topologies, a comparative analysis among D-ARM, MSN and ShuffleNet was done. The results show that D-ARM network outbeats MSN and ShuffteNet in many aspects. We conclude our presentation by suggesting some possible applications of the D-ARM network: broadband switching architectures, multicomputers, high-speed metropolitan area networks, WDM optical networks and photonic networks Mestrado Eletrônica e Comunicações Mestre em Engenharia Elétrica