本文關(guān)鍵詞：面向暗硅的片上網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與映射方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：最新集成電路設(shè)計(jì)發(fā)展中出現(xiàn)了暗硅問題,即為了維持多核系統(tǒng)性能而不超過散熱設(shè)計(jì)功耗,部分核需要處于關(guān)閉狀態(tài)或者不能持續(xù)長的運(yùn)行周期,如此為多核系統(tǒng)的通信架構(gòu)片上網(wǎng)絡(luò)(Network-on-chip,NoC)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。論文針對面向暗硅問題的片上網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和映射方法展開研究。論文首先提出了一種基于分布式管理單元的NoC架構(gòu),該架構(gòu)以分布式管理單元和多模式路由器為關(guān)鍵組件,根據(jù)不同的應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)應(yīng)用任務(wù)在處理器單元PE上的映射,并管理路由器在正常、直通與關(guān)閉模式間有效切換,從而降低系統(tǒng)功耗開銷。進(jìn)一步,論文還考慮了分布式管理單元的數(shù)目以及布局對系統(tǒng)通信功耗與延時(shí)的影響,提出了一種基于遺傳算法的分布式管理單元優(yōu)化布局方法。該方法生成的布局結(jié)果與常用的布局情況相比,可節(jié)省平均15.26%的通信功耗和26.36%網(wǎng)絡(luò)延時(shí)�；谠揘oC架構(gòu),提出了一種功耗優(yōu)化的動態(tài)映射算法,包含區(qū)域協(xié)商與基于簇的應(yīng)用映射兩個(gè)步驟,以優(yōu)化應(yīng)用通信功耗為目標(biāo),動態(tài)地為多個(gè)應(yīng)用分配處理器單元。采用多組多媒體應(yīng)用驗(yàn)證了所提算法的有效性,相比常用的動態(tài)映射算法NN算法和Tree算法,最高可分別平均節(jié)省20.6%和24.8%的通信功耗,同時(shí),可分別降低13%和16.67%的通信延時(shí)。針對多個(gè)應(yīng)用動態(tài)映射后形成的不規(guī)則區(qū)域,提出了一種不規(guī)則區(qū)域路由算法。該算法基于鄰接點(diǎn)狀態(tài)表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包在不規(guī)則區(qū)域內(nèi)路由,能夠避讓關(guān)閉模式的路由器,且能夠利用直通模式路由器形成的開關(guān)連接路由,從而降低節(jié)點(diǎn)間的通信距離。實(shí)驗(yàn)在NoC系統(tǒng)上含有不同的直通模式路由器數(shù)目下,與已有的不規(guī)則路由算法CDOR相比,可平均節(jié)省20.8%的數(shù)據(jù)包傳輸功耗。最后,在RTL級完成了所提出的NoC架構(gòu)中的分布式管理單元和多模式路由器設(shè)計(jì),并評估了兩者的功耗與面積開銷。
【關(guān)鍵詞】：片上網(wǎng)絡(luò) 暗硅 映射算法 架構(gòu) 路由器設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN47
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 研究背景13-15
• 1.1.1 片上網(wǎng)絡(luò)概述13-14
• 1.1.2 暗硅問題概述14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 片上網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)15-17
• 1.2.2 片上網(wǎng)絡(luò)映射方法17-18
• 1.2.3 暗硅背景下NoC設(shè)計(jì)18
• 1.3 論文的研究內(nèi)容18-19
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)19-20
• 第二章 基于分布式管理單元的NoC架構(gòu)20-33
• 2.1 基于分布式管理單元的NoC架構(gòu)組成20-21
• 2.2 基于分布式管理單元的NoC系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制21-24
• 2.3 分布式管理單元數(shù)目對性能影響的分析24-26
• 2.4 分布式管理單元的布局26-29
• 2.4.1 問題描述26-28
• 2.4.2 基于遺傳算法的分布式管理單元布局方法28-29
• 2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析29-32
• 2.5.1 分布式管理單元布局結(jié)果29-30
• 2.5.2 性能和功耗評估30-31
• 2.5.3 溫度分布31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第三章 功耗優(yōu)化的動態(tài)映射算法33-50
• 3.1 動態(tài)映射問題描述33-35
• 3.1.1 相關(guān)定義及問題描述33-34
• 3.1.2 評估指標(biāo)34-35
• 3.2 算法總體描述35-36
• 3.3 區(qū)域協(xié)商算法36-41
• 3.3.1 空閑節(jié)點(diǎn)表生成36-38
• 3.3.2 映射區(qū)域選擇38-39
• 3.3.3 多媒體應(yīng)用實(shí)例分析39-41
• 3.4 基于簇的動態(tài)映射算法41-44
• 3.4.1 任務(wù)通信圖處理41-42
• 3.4.2 映射區(qū)域節(jié)點(diǎn)等級排序42-43
• 3.4.3 一對一映射43-44
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析44-49
• 3.5.1 映射單一應(yīng)用45-47
• 3.5.2 順序增量映射多個(gè)應(yīng)用47-49
• 3.5.3 動態(tài)映射應(yīng)用49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第四章 不規(guī)則區(qū)域路由算法50-61
• 4.1 不規(guī)則區(qū)域路由算法的主要思想50
• 4.2 鄰節(jié)點(diǎn)狀態(tài)表描述與生成50-52
• 4.3 不規(guī)則區(qū)域路由算法52-54
• 4.3.1 不規(guī)則區(qū)域路由算法描述53-54
• 4.3.2 路由示例54
• 4.4 路由算法無死鎖證明54-56
• 4.5 算法性能仿真與分析56-60
• 4.5.1 算法數(shù)據(jù)包接收量分析57
• 4.5.2 算法延時(shí)性能分析57-59
• 4.5.3 算法功耗性能分析59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第五章 分布式管理單元和路由器設(shè)計(jì)61-72
• 5.1 分布式管理單元61-65
• 5.1.1 分布式管理單元設(shè)計(jì)61-62
• 5.1.2 節(jié)點(diǎn)狀態(tài)采集模塊62-63
• 5.1.3 動態(tài)映射算法模塊63-64
• 5.1.4 節(jié)點(diǎn)配置模塊64
• 5.1.5 分布式管理單元開銷分析64-65
• 5.2 多模式路由器設(shè)計(jì)65-66
• 5.3 路由器性能開銷分析66-71
• 5.3.1 單個(gè)路由器三種工作模式功能驗(yàn)證66-68
• 5.3.2 路由器組成網(wǎng)絡(luò)功能驗(yàn)證68-70
• 5.3.3 路由器開銷分析70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 論文總結(jié)72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-79
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉訓(xùn)波;孫小明;;基于二叉樹的遺傳算法求解設(shè)施平面布局優(yōu)化[J];數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識;2011年21期

2 王芳莉;杜慧敏;;片上網(wǎng)絡(luò)路由算法綜述[J];西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào);2011年01期

  本文關(guān)鍵詞：面向暗硅的片上網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與映射方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：464316