隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展,片上系統(tǒng)中集成的IP核（知識(shí)產(chǎn)權(quán)模塊）數(shù)量快速增長(zhǎng),使得片上系統(tǒng)互連通信變得異常復(fù)雜,基于總線的傳統(tǒng)通信架構(gòu)已不能滿足片上系統(tǒng)的通信需求。與基于總線通信架構(gòu)相比,基于包交換的片上網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)具有可預(yù)測(cè)性和可擴(kuò)展性等優(yōu)勢(shì),逐步成為片上系統(tǒng)全局互連通信問(wèn)題的有效解決方案。對(duì)于包含眾多IP核的異構(gòu)片上系統(tǒng)而言,專用片上網(wǎng)絡(luò)與通用的規(guī)整片上網(wǎng)絡(luò)相比具有功耗、面積和性能優(yōu)勢(shì)。但因?qū)Ｓ闷暇W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是針對(duì)具體應(yīng)用的峰值帶寬需求和通信延遲約束來(lái)設(shè)計(jì)的,帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi),增加了網(wǎng)絡(luò)功耗。很多研究者提出了在專用片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中引入動(dòng)態(tài)可重構(gòu)技術(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以此來(lái)適應(yīng)不斷變化的通信需求,進(jìn)一步降低通信功耗,增加專用片上網(wǎng)絡(luò)的靈活性。但專用片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖蓡?wèn)題是一個(gè)NP困難問(wèn)題,因此本文的重點(diǎn)是研究專用片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣?dòng)生成算法;并針對(duì)具有高帶寬通信需求和低帶寬通信需求的兩種不同通信特征應(yīng)用,分別提出了動(dòng)態(tài)可重構(gòu)專用片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖伤惴?論文主要貢獻(xiàn)點(diǎn)如下:專用片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖芍械穆窂椒峙渌惴ㄑ芯俊Ｔ跐M足物理鏈路帶寬約束、路由器端口數(shù)約束和通信流網(wǎng)絡(luò)延遲約束條件下,以... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：142 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

SoC總線通信架構(gòu)的發(fā)展

實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)計(jì)算和通信的分離，從體系結(jié)構(gòu)上解決了基于總線通信架構(gòu)所??帶來(lái)的問(wèn)題。??圖１．２給出了一個(gè)基于片上網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)的片上系統(tǒng)示例，其主要由兩部分??組成：??？計(jì)算節(jié)點(diǎn)：如處理器、儲(chǔ)存器、１０設(shè)備、數(shù)字信號(hào)處理單兀等ＩＰ核模塊，??以完成片上系統(tǒng)的計(jì)算和儲(chǔ)存等任務(wù)；??？通信節(jié)點(diǎn)：主要包括路由器（Ｓｗｉｔｃｈ）和網(wǎng)絡(luò)接口（ＮＩ）。網(wǎng)絡(luò)接口?ＮＩ負(fù)責(zé)??將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)封裝成特定格式的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中，或者從網(wǎng)絡(luò)中接??收數(shù)據(jù)包并恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康模保鸷�；路由器Ｓｗｉｔｃ�??主要功能是實(shí)現(xiàn)ＩＰ核之間的數(shù)據(jù)通信，完成數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)工作。??Ｃｐｕ?ＮＩ?—ＮＩ?ＤＭＡ??Ｃｏｐｒｏｃ?ＮＩ?廣?＾?ｓｗｉｔｃｈ?ＮＩ?Ｅｔｈｎｔ??￣￣１／?￣?＇＇＇＇＾ｓｗｉｔｃｈ?）??＾［ｓｗｉｔｃｈ／?／?￣￣１?人?——????ＩＩ?／?］?ＮＩ?ＤＭＡ??Ｖ?ｓｗｉｔｃｈ?ｙ｜?ＮＩ?Ｉ?ＭＰＥＧ?？???．?ｎｏｃ?Ａ－ｙ?????ＤＲＡＭ?ＮＩ??圖１．２基于ＮｏＣ通信架構(gòu)的片上系統(tǒng)??片上網(wǎng)絡(luò)ＮｏＣ注重以數(shù)據(jù)傳輸為中心的設(shè)計(jì)，采用數(shù)據(jù)包交換或電路交換??的方式在ＩＰ核之間傳輸數(shù)據(jù)，以替換傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的和基于總線的系統(tǒng)互連架??構(gòu)。基于片上網(wǎng)絡(luò)的通信架構(gòu)相比較于基于傳統(tǒng)總線的通信架構(gòu)，具有以下優(yōu)??點(diǎn)［６－８］：??．通信效率高：片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)通信相分離的設(shè)計(jì)

根據(jù)片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可以將片上網(wǎng)絡(luò)大體上分為兩大類：（１）規(guī)??整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)片上網(wǎng)絡(luò)；（２）不規(guī)整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)片上網(wǎng)絡(luò)。??圖１．３給出了常見(jiàn)的規(guī)整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)片上網(wǎng)絡(luò)——網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（２Ｄ?Ｍｅｓｈ）和環(huán)??狀結(jié)構(gòu)（Ｔｏｒｕｓ）的示意圖，其中黑色矩形框表示資源節(jié)點(diǎn)ＩＰ核，白色矩形框表??示路由器（集成了網(wǎng)絡(luò)接口?ＮＩ），每個(gè)ＩＰ核分配一個(gè)路由器以此實(shí)現(xiàn)丨Ｐ核之間??的數(shù)據(jù)通信。??？ｍｌ??Ｌｔ—ｏ—ｏ—??（ａ）網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?（ｂ）環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??圖１．３規(guī)整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的片上網(wǎng)絡(luò)??規(guī)整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)片上網(wǎng)絡(luò)ＮｏＣ的特點(diǎn)總結(jié)如下：??？結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)周期短，易于實(shí)現(xiàn)，具有很好的可重用性；??？通常一個(gè)路由器只對(duì)應(yīng)一個(gè)ＩＰ核。??然而，在復(fù)雜的異構(gòu)多核片上系統(tǒng)中，大量數(shù)據(jù)計(jì)算工作通常由專門硬件??完成以改善系統(tǒng)能效，因此除了通用ＣＰＵ、數(shù)字信號(hào)處理單元、存儲(chǔ)器單元等，??３??

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3295412