本文關(guān)鍵詞：NoC路由技術(shù)設(shè)計研究

  更多相關(guān)文章： 多核處理器 片上網(wǎng)絡(luò) 包-電路交換 路由算法

【摘要】：隨著用戶對集成電路在高性能和低功耗方面日益攀升的需求,傳統(tǒng)單核微處理器已經(jīng)遭遇發(fā)展瓶頸,在同一芯片內(nèi)部集成多個計算核心的多核處理器因而成為微處理器主流發(fā)展趨勢。對于多核處理器,各核心之間的通信方式成為制約系統(tǒng)性能表現(xiàn)的一個重要因素。傳統(tǒng)總線通信方式已經(jīng)逼近性能極限,具有高度可擴(kuò)展性和低功耗優(yōu)勢的片上網(wǎng)絡(luò)通信方式應(yīng)運(yùn)而生。如何提升片上網(wǎng)絡(luò)通訊效率成為多核技術(shù)領(lǐng)域的熱門研究方向。本文的研究目的即在于有效提升片上網(wǎng)絡(luò)的通訊性能。論文主要的工作如下：一、設(shè)計和實(shí)現(xiàn)了NoC雙路尋徑路由算法。針對XY維序路由算法只搜索一條通訊路徑的不足,提出雙路尋徑路思想,同時進(jìn)行二條路徑的尋徑。論文對雙路尋徑路由算法的工作原理和應(yīng)用場景進(jìn)行了研究,分析了該路由算法的優(yōu)缺點(diǎn)。最后在基于“包-電路交換”協(xié)議的NoC仿真平臺上,比較了XY維序路由算法和雙路尋徑路由算法的性能表現(xiàn),得出雙路尋徑路由算法在帶寬利用率上有更好表現(xiàn)的結(jié)論,其中最大改善程度達(dá)34.8%。二、設(shè)計和實(shí)現(xiàn)了NoC多對多仲裁算法。針對XY維序路由算法同一周期只處理單個輸入請求的缺陷,設(shè)計一種多對多仲裁算法,能夠同一周期處理多路輸入請求。論文分析了該技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)并提出改進(jìn)方案。通過構(gòu)造8*8網(wǎng)絡(luò)設(shè)計對比實(shí)驗(yàn),改變消息長度和路由節(jié)點(diǎn)作為源節(jié)點(diǎn)的概率,比較了帶寬利用率和平均路徑建立延遲的指標(biāo),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,多對多仲裁算法能顯著提升XY維序路由算法的性能,在帶寬利用率和平均路徑建立延遲方面的最大改善程度達(dá)到66.7%和69.7%。三、設(shè)計和實(shí)現(xiàn)了NoC多向檢測路由算法。針對XY維序路由算法不能掌握相鄰節(jié)點(diǎn)通訊狀態(tài)的弊端,多向檢測路由算法通過分析相鄰節(jié)點(diǎn)的通訊狀態(tài)判斷選擇空閑路徑。論文分析了多向檢測算法的工作原理、硬件實(shí)現(xiàn)和優(yōu)缺點(diǎn),并比較了多向檢測路由算法和其它路由算法或技術(shù)的不同和聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)測試比較了多向檢測路由算法和XY維序路由算法的性能指標(biāo),結(jié)果顯示多向檢測路由算法帶寬利用率和平均包延時最大改善程度達(dá)到19.35%和16.37%。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN47

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本文編號：1281941