【摘要】：隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,SoC的集成度越來越高,所實現(xiàn)的功能也越來越復(fù)雜,基于總線的SoC設(shè)計方法已經(jīng)很難滿足系統(tǒng)的工作需求。片上網(wǎng)絡(luò)(NoC,Network on a Chip)作為的全新的通訊架構(gòu)正在逐漸取代總線成為主流的SoC設(shè)計方法。相較于總線,NoC具有更高的通訊并行度、更好的可拓展性以及更便捷的通訊機制(全局異步-局部同步)。越來越多的學(xué)者及研究機構(gòu)對其展開了深入的研究,他們研究熱點主要集中在網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、路由算法、交換方式和流控技術(shù)幾個方面,在保證NoC能提供最基本的通訊服務(wù)同時,要求網(wǎng)絡(luò)具有更高的通訊效率和更低的功耗。本文研究了一款應(yīng)用于異構(gòu)多核系統(tǒng)中的“電路交換”NoC,雖然該網(wǎng)絡(luò)能夠很好的提供任務(wù)執(zhí)行過程中的通訊服務(wù),但是仍存在一些通訊效率不高的情況,影響了系統(tǒng)的工作速度。為了進一步提升系統(tǒng)的性能,本文通過實驗和理論分析通訊效率不高的起因,并分別從網(wǎng)路結(jié)構(gòu)和通訊機制方面給出提升通訊效率的優(yōu)化方案：1.設(shè)計并實現(xiàn)兩種新型雙端口網(wǎng)絡(luò),“同一維序”雙端口網(wǎng)絡(luò)和“對角線”雙端口網(wǎng)絡(luò)。這兩種網(wǎng)絡(luò)中的資源節(jié)點可以同時接收或發(fā)送兩路數(shù)據(jù),一方面能夠讓資源節(jié)點使用流模式進行工作,另一方面可以對大規(guī)模數(shù)據(jù)進行分段傳輸；2.設(shè)計并實現(xiàn)兩種兼容多播的“電路交換”網(wǎng)絡(luò),分別使用XY路由算法和UP DOWN路由算法,兩種網(wǎng)絡(luò)均可以采用“電路交換”的方式通過一次通訊完成“單源多目的”的通訊任務(wù)。在完成優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上設(shè)計不同的實驗條件對其進行測試,通過實驗結(jié)果對不同的網(wǎng)絡(luò)進行性能對比和分析,證明優(yōu)化設(shè)計能夠大幅提升網(wǎng)絡(luò)的通訊效率,實現(xiàn)了優(yōu)化目標。
[Abstract]:With the development of semiconductor technology, the integration of SoC is becoming more and more high, and the functions realized are becoming more and more complex. The design method of SoC based on bus is difficult to meet the requirement of the system. Network on-chip (NoC,Network on a Chip) as a new communication architecture is gradually replacing bus as the mainstream SoC design method. Compared with bus, NoC has higher communication parallelism, better scalability and more convenient communication mechanism (global asynchronous-local synchronization). More and more scholars and research institutions have carried out in-depth research on it. Their research focuses on the topology, routing algorithm, switching mode and flow control technology of the network. In order to ensure that NoC can provide the most basic communication service, the network is required to have higher communication efficiency and lower power consumption. In this paper, we study a "circuit-switched" NoC, used in heterogeneous multi-core systems. Although the network can provide communication services in the process of task execution, there are still some cases where communication efficiency is not high. It affects the working speed of the system. In order to further improve the performance of the system, this paper analyzes the causes of the low communication efficiency through experiments and theories, and gives the optimization scheme of improving the communication efficiency from the aspects of network structure and communication mechanism: 1. The design and implementation of two new types of double-port network, "the same dimension order" double-port network and "diagonal" double-port network. The resource nodes in these two networks can receive or send two channels of data at the same time. On the one hand, the resource nodes can work in flow mode, on the other hand, they can transmit large-scale data in segments. 2. This paper designs and implements two compatible multicast "circuit switching" networks, which use XY routing algorithm and UP DOWN routing algorithm respectively. Both networks can use "circuit switching" to complete the "single source and multi-purpose" communication task through a single communication. On the basis of completing the optimization design, different experimental conditions are designed to test it, and the performance of different networks is compared and analyzed through the experimental results. It is proved that the optimization design can greatly improve the communication efficiency of the network and achieve the optimization goal.
【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】：2015
【分類號】：TN47

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本文編號：2415019