Visual Exploratory Analysis for Designing Large-Scale Network-on-Chip Architectures: A Domain Expert-Led Design Study
Visual Exploratory Analysis for Designing Large-Scale Network-on-Chip Architectures: A Domain Expert-Led Design Study
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设计大规模片上网络架构的可视化探索性分析：领域专家主导的设计研究
DOI：
10.1109/tvcg.2023.3337173
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发表时间：
2024
影响因子：
5.2
通讯作者：
Sun, Yifan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Shaoyu;Yan, Hang;Isaacs, Katherine E.;Sun, Yifan
可视化设计研究将可视化研究人员和领域专家聚集在一起，解决来自领域专家需求的尚未解决的数据分析挑战。通常，可视化研究人员领导设计研究过程和任何可视化解决方案的实施。这种设置利用了可视化研究人员在方法论、设计和编程方面的知识，但是与领域专家同步的可用性可能会阻碍设计过程。我们考虑了另一种设置，领域专家在设计研究中发挥主导作用，由可视化专家提供支持。在这项研究中，领域专家是计算机体系结构专家，他们模拟和分析新的计算机芯片设计。这些芯片依靠片上网络（NOC）来连接组件。专家们想要了解芯片设计的性能以及设计中的哪些因素导致了它们的性能。为了帮助分析，我们开发了Vis4Mesh，这是一个可视化系统，可以提供空间、时间和建筑背景来模拟NOC行为。与现有计算机体系结构可视化工具的集成使架构师能够深入了解特定的体系结构组件行为。我们通过案例研究和计算机架构研究人员的用户研究来验证Vis4Mesh。我们反思我们的设计和过程，讨论优势、劣势，以及参与领域专家主导的设计研究的指导。
Visualization design studies bring together visualization researchers and domain experts to address yet unsolved data analysis challenges stemming from the needs of the domain experts. Typically, the visualization researchers lead the design study process and implementation of any visualization solutions. This setup leverages the visualization researchers’ knowledge of methodology, design, and programming, but the availability to synchronize with the domain experts can hamper the design process. We consider an alternative setup where the domain experts take the lead in the design study, supported by the visualization experts. In this study, the domain experts are computer architecture experts who simulate and analyze novel computer chip designs. These chips rely on a Network-on-Chip (NOC) to connect components. The experts want to understand how the chip designs perform and what in the design led to their performance. To aid this analysis, we develop Vis4Mesh, a visualization system that provides spatial, temporal, and architectural context to simulated NOC behavior. Integration with an existing computer architecture visualization tool enables architects to perform deep-dives into specific architecture component behavior. We validate Vis4Mesh through a case study and a user study with computer architecture researchers. We reflect on our design and process, discussing advantages, disadvantages, and guidance for engaging in a domain expert-led design studies.
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