隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,未來(lái)集成系統(tǒng)將包含億萬(wàn)個(gè)晶體管,由數(shù)百個(gè)IP核組成。而片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（Network-on-Chip,NoC）就可以很好容納眾多IP核,并且滿足對(duì)通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊�。同時(shí),伴隨芯片上IP核數(shù)的增加,帶來(lái)的芯片的面積、功耗不斷增大等問(wèn)題。因而近年來(lái),隨著三維集成電路的發(fā)展,三維片上網(wǎng)絡(luò)（Three-dimensional network-on-chip,簡(jiǎn)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(shì),逐漸成為NoC領(lǐng)域的主要研究方向。3D NoC中最常見(jiàn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是3D-Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此研究設(shè)計(jì)3D-Mesh網(wǎng)絡(luò)中無(wú)死鎖的高效率的路由算法就有很重要的意義。網(wǎng)絡(luò)吞吐率和傳輸延時(shí)是衡量互連網(wǎng)絡(luò)性能的重要指標(biāo),一個(gè)理想的路由算法應(yīng)當(dāng)同時(shí)具有最大的網(wǎng)絡(luò)吞吐率和最小的消息傳輸延時(shí)。路由算法主要分為自適應(yīng)路由算法和確定性路由算法,自適應(yīng)路由算法是消息在路由時(shí)可根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中路徑的繁忙程度,自主選擇路徑通往目的節(jié)點(diǎn),這不能滿足最小的消息傳輸延時(shí)這一特性。同時(shí)它需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)遍歷整個(gè)網(wǎng)絡(luò),掌握整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài),這增加了路由器的復(fù)雜度,大大增加了成... 

【文章來(lái)源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１典型的總線型Ｎｏｃ結(jié)構(gòu)??

了將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)移植到芯片設(shè)計(jì)上，取代傳統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)，解決總線結(jié)構(gòu)??帶來(lái)的問(wèn)題［２５］。片上網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)的基于網(wǎng)絡(luò)通信的多處理器系統(tǒng)。圖２－１是一個(gè)典型Ｎｏｃ結(jié)構(gòu)。Ｎｏｃ??通常有兩部分組成：計(jì)算子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)［２６］。其中計(jì)算子系統(tǒng)即５＾部??分，主要用來(lái)完成數(shù)據(jù)的處理和加工；網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)則用來(lái)連接各ＰＥ，從而??完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)??相較于總線結(jié)構(gòu)，采用基于分組路由方式進(jìn)行片上通信的Ｎｏｃ在片上網(wǎng)絡(luò)??通信方式、功耗、基于重用的設(shè)計(jì)方法學(xué)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(jí)別的今天，實(shí)現(xiàn)芯片上高速通信，研宄Ｎ〇ｃ上的設(shè)計(jì)技術(shù)??和方法都將是未來(lái)的主流趨勢(shì)。??國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖２００７年版中闡述了兩個(gè)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(yù)示了未來(lái)Ｎｏｃ的發(fā)展方向，其中延伸摩??７??

傳統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包括２Ｄ?Ｎｏｃ上的Ｍｅｓｈ結(jié)構(gòu)和Ｔｏｒｕｓ結(jié)構(gòu)，環(huán)形互聯(lián)??結(jié)構(gòu)，以及胖樹(shù)結(jié)構(gòu)。其中，Ｍｅｓｈ和Ｔｏｍｓ在２ＤＮｏｃ中的結(jié)構(gòu)，是非常規(guī)則的??拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖２－２是一個(gè)４＊４的２Ｄ－Ｍｅｓｈ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。Ｍｅｓｈ網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是２Ｄ?Ｎｏｃ??上最常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也是現(xiàn)在多核Ｓｏｃ屮采用的布局結(jié)構(gòu)，在２Ｄ－Ｍｅｓｈ中兩??個(gè)路由節(jié)點(diǎn)之間由通信信道連接，而每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)又與一個(gè)資源節(jié)點(diǎn)相連接。圖??２－３則是一個(gè)４＊４的２Ｄ－Ｔｏｒｕｓ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它是對(duì)Ｍｅｓｈ結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)。Ｔｏｍｓ拓??撲結(jié)構(gòu)通過(guò)連接邊節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了邊節(jié)點(diǎn)的復(fù)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(gòu)?圖?２－３?４ｘ４?的?２Ｄ－Ｍｅｓｈ?架構(gòu)??圖２－４則展示了環(huán)形結(jié)構(gòu)，它也是一種規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在環(huán)形結(jié)構(gòu)中，通信??節(jié)點(diǎn)處在正中心，資源節(jié)點(diǎn)則位于以正中心為圓心的圓環(huán)上。而相鄰資源節(jié)點(diǎn)通??過(guò)通信信道相互通信，不相鄰資源節(jié)點(diǎn)則可以通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通信。圖２－５展??現(xiàn)了胖樹(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2962716