本文關鍵詞：異構多核片上網(wǎng)絡實現(xiàn)與映射方法研究

  更多相關文章： 片上網(wǎng)絡 異構多核 雙端口 靜態(tài)映射 遺傳算法

【摘要】：隨著集成電路的特征尺寸越來越小,工作頻率越來越高,基于總線架構的片上系統(tǒng)(SoC, System on Chip)的可擴展性與并行性差以及全局同步困難等缺點逐漸顯露出來。為了克服這些缺點,滿足SoC設計的需求,片上網(wǎng)絡(NoC, Network on Chip)的概念應運而生。在基于NoC的異構多核系統(tǒng)中,NoC的設計直接決定著各個IP(Intellectual Property)核之間的通信方式與通信效率,從而對系統(tǒng)性能有著至關重要的影響。本文中為了滿足雙目運算的計算需求,設計一種雙端口NoC。這種NoC可以為一個資源節(jié)點同時提供兩路數(shù)據(jù),從而達到利用NoC并行性特征隱藏通信時間,提高雙目運算計算效率的目的。NoC映射作為NoC領域研究的熱點問題之一,其優(yōu)化方案直接決定著基于NoC系統(tǒng)的功耗、IP核之間的通信延時以及任務的執(zhí)行效率等性能指標。然而,現(xiàn)有的NoC映射方法往往只針對特定的應用情景,這對于應用情景較多的異構多核系統(tǒng)將使得不同的應用情景性能差異較大。因此,本文為了滿足異構多核系統(tǒng)的應用需求,研究一種面向通用計算領域的異構多核系統(tǒng)靜態(tài)映射方法。本文的主要工作如下：1.針對單端口NoC的性能缺陷,設計一種雙端口NoC通信架構,并采用“包電路連接(PCC, Packet Circuit Connected)"交換技術實現(xiàn)基于2D Mesh和基于2DTorus拓撲結(jié)構的雙端口NoC。實驗結(jié)果表明：兩種雙端口NoC相比于單端口NoC和同維序雙端口NoC,都具有一定的性能提升。2.研究一種面向通用計算領域的異構多核系統(tǒng)靜態(tài)映射方法,并使用該方法完成基于雙端口NoC異構多核系統(tǒng)的靜態(tài)映射。在靜態(tài)映射過程中首先根據(jù)各個資源節(jié)點通信與計算特征抽象出相應的通信特征圖,然后以建立鏈路成功率為優(yōu)化目標確定評估方案,最后通過遺傳算法完成系統(tǒng)布局。3.完成基于雙端口NoC異構多核系統(tǒng)集成,并通過雙目運算實驗、矩陣乘實驗和FIR濾波實驗評估雙端口網(wǎng)絡的性能和靜態(tài)映射優(yōu)化后異構多核系統(tǒng)的性能。實驗結(jié)果表明：該系統(tǒng)相比于基于單端口NoC異構多核系統(tǒng),雙目運算效率提升約1倍；相比于隨機布局的基于雙端口NoC異構多核系統(tǒng),矩陣乘實驗和FIR濾波實驗執(zhí)行效率提升約為17.46%和18.92%。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN47

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