隨著半導體技術的飛速發(fā)展,未來集成系統(tǒng)將包含億萬個晶體管,由數(shù)百個IP核組成。而片上網絡結構（Network-on-Chip,NoC）就可以很好容納眾多IP核,并且滿足對通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊�。同時,伴隨芯片上IP核數(shù)的增加,帶來的芯片的面積、功耗不斷增大等問題。因而近年來,隨著三維集成電路的發(fā)展,三維片上網絡（Three-dimensional network-on-chip,簡稱3D NoC）以其更短的全局互連、更高的封裝密度、更小的體積等諸多優(yōu)勢,逐漸成為NoC領域的主要研究方向。3D NoC中最常見的拓撲結構就是3D-Mesh網絡結構。因此研究設計3D-Mesh網絡中無死鎖的高效率的路由算法就有很重要的意義。網絡吞吐率和傳輸延時是衡量互連網絡性能的重要指標,一個理想的路由算法應當同時具有最大的網絡吞吐率和最小的消息傳輸延時。路由算法主要分為自適應路由算法和確定性路由算法,自適應路由算法是消息在路由時可根據(jù)當前網絡中路徑的繁忙程度,自主選擇路徑通往目的節(jié)點,這不能滿足最小的消息傳輸延時這一特性。同時它需要每個節(jié)點遍歷整個網絡,掌握整個網絡的狀態(tài),這增加了路由器的復雜度,大大增加了成... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學天津市

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１典型的總線型Ｎｏｃ結構??

了將傳統(tǒng)計算機網絡技術移植到芯片設計上，取代傳統(tǒng)總線結構，解決總線結構??帶來的問題［２５］。片上網絡是片上系統(tǒng)中一種全新的通信方式，可以定義為在單一??芯片上實現(xiàn)的基于網絡通信的多處理器系統(tǒng)。圖２－１是一個典型Ｎｏｃ結構。Ｎｏｃ??通常有兩部分組成：計算子系統(tǒng)和網絡通信子系統(tǒng)［２６］。其中計算子系統(tǒng)即５＾部??分，主要用來完成數(shù)據(jù)的處理和加工；網絡通信子系統(tǒng)則用來連接各ＰＥ，從而??完成數(shù)據(jù)轉發(fā)等路由功能。??：ＰＥ：零．．．．．丨?｜??ＰＥ?｜?ｊ?ＰＥ?ＰＥ??ＰＥ?ＰＥ?ＰＥ??圖２－１典型的Ｎｏｃ結構??相較于總線結構，采用基于分組路由方式進行片上通信的Ｎｏｃ在片上網絡??通信方式、功耗、基于重用的設計方法學上等多方面都有很大的優(yōu)越性。在集成??電路發(fā)展到深亞納米級別的今天，實現(xiàn)芯片上高速通信，研宄Ｎ〇ｃ上的設計技術??和方法都將是未來的主流趨勢。??國際半導體技術路線圖２００７年版中闡述了兩個概念：分別是延伸摩爾定律??和超摩爾定律［２７］。它們從一定程度上預示了未來Ｎｏｃ的發(fā)展方向，其中延伸摩??７??

傳統(tǒng)的拓撲結構主要包括２Ｄ?Ｎｏｃ上的Ｍｅｓｈ結構和Ｔｏｒｕｓ結構，環(huán)形互聯(lián)??結構，以及胖樹結構。其中，Ｍｅｓｈ和Ｔｏｍｓ在２ＤＮｏｃ中的結構，是非常規(guī)則的??拓撲結構。圖２－２是一個４＊４的２Ｄ－Ｍｅｓｈ拓撲結構。Ｍｅｓｈ網絡結構是２Ｄ?Ｎｏｃ??上最常用的拓撲結構，也是現(xiàn)在多核Ｓｏｃ屮采用的布局結構，在２Ｄ－Ｍｅｓｈ中兩??個路由節(jié)點之間由通信信道連接，而每個路由節(jié)點又與一個資源節(jié)點相連接。圖??２－３則是一個４＊４的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ拓撲結構，它是對Ｍｅｓｈ結構的一種改進。Ｔｏｍｓ拓??撲結構通過連接邊節(jié)點，從而實現(xiàn)了邊節(jié)點的復用。??ｍ?ｍ?ｍ?ｍ?ｍ．ｍ?ｍ??■?■?■?■?Ｂ?圔■?Ｂ??＼?：?、ｊ?暖?ｍ?■?■??■?Ｋ駿隨?■■?■?Ｅ??逾?＾?奮?＠??圖?２－２?４ｘ４?的?２Ｄ－Ｍｅｓｈ?架構?圖?２－３?４ｘ４?的?２Ｄ－Ｍｅｓｈ?架構??圖２－４則展示了環(huán)形結構，它也是一種規(guī)則拓撲結構。在環(huán)形結構中，通信??節(jié)點處在正中心，資源節(jié)點則位于以正中心為圓心的圓環(huán)上。而相鄰資源節(jié)點通??過通信信道相互通信，不相鄰資源節(jié)點則可以通過中心節(jié)點實現(xiàn)通信。圖２－５展??現(xiàn)了胖樹的拓撲結構

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]三維片上網絡的研究[D]. 范敬雯.南京郵電大學 2011
[4]片上網絡路由算法的高性能硬件實現(xiàn)方法[D]. 張華.西安電子科技大學 2011
[5]片上網絡拓撲結構的研究與分析[D]. 王輝.西安電子科技大學 2011
[6]Torus拓撲結構的三維片上網絡研究[D]. 穆靜.上海交通大學 2010
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本文編號：2962716