本文關(guān)鍵詞：支持虛通道動(dòng)態(tài)分配的片上網(wǎng)絡(luò)路由器研究

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【摘要】：作為一種全新的IC芯片設(shè)計(jì)體系架構(gòu),片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)通過借鑒計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的思想,解決了存在于片上系統(tǒng)(SoC)中的擴(kuò)展性差、時(shí)鐘管理難、地址空間有限等問題。在不久的將來,NoC設(shè)計(jì)技術(shù)極有可能取代SoC,成為IC芯片設(shè)計(jì)的主流解決方案。路由器是NoC系統(tǒng)的核心部件,直接決定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。本文以支持虛通道動(dòng)態(tài)分配的NoC路由器作為研究目標(biāo),對(duì)該類路由器架構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與組成模塊進(jìn)行了詳盡的分析與探索。并針對(duì)此類路由器通信流水線過長、通道分配仲裁多等導(dǎo)致的延時(shí)問題,提出了一種支持虛通道動(dòng)態(tài)分配的低延時(shí)片上網(wǎng)絡(luò)路由器架構(gòu)。設(shè)計(jì)將Speculation和Lookahead兩種低延時(shí)策略應(yīng)用到支持虛通道動(dòng)態(tài)分配的NoC路由架構(gòu)上,形成混合低延時(shí)路由。該路由架構(gòu)主要從三個(gè)方面,實(shí)現(xiàn)了低延時(shí)的要求：其一,Speculation,該策略針對(duì)已經(jīng)在快速虛通道(VC)分配模塊完成VC分配的微片,控制交換開關(guān)分配器(SA)仲裁啟動(dòng),達(dá)到虛通道分配器(VA)與SA并行執(zhí)行的目的,降低了節(jié)點(diǎn)內(nèi)數(shù)據(jù)包處理延時(shí)；其二,快速分配模塊,可提前快速實(shí)現(xiàn)VC分配,有助于更好的實(shí)現(xiàn)VA與SA的并行,其通過與下一個(gè)時(shí)鐘周期的快速分配請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行必要的邏輯操作,實(shí)現(xiàn)輸出端口與VC分配控制信號(hào)的快速產(chǎn)生；其三,Lookahead,該策略通過在上一路由提前實(shí)現(xiàn)部分微片進(jìn)行路由計(jì)算,將帶有路由計(jì)算結(jié)果的bypass微片與普通微片一起路由到本級(jí)路由,到達(dá)本級(jí)路由的bypass微片會(huì)被緩存在輸入通道,無需在經(jīng)過路由計(jì)算,此過程減輕了本級(jí)路由流水線第一級(jí)的路由計(jì)算的壓力,降低了節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)。本文通過BookSim2.0模擬平臺(tái),在吞吐量與網(wǎng)絡(luò)延時(shí)兩個(gè)方面,對(duì)提出的混合低延時(shí)路由器架構(gòu)進(jìn)行了性能評(píng)估。并在相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由算法、初始虛通道數(shù)目等條件下,對(duì)比了Speculation與Lookahead兩種低延時(shí)策的性能效果。試驗(yàn)結(jié)果顯示,本文提出的混合低延時(shí)路由架構(gòu),在延時(shí)、吞吐量上均優(yōu)于另外兩種低延時(shí)策略,證明了該架構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性與正確性。
【關(guān)鍵詞】：片上網(wǎng)絡(luò) 虛通道分配 路由器架構(gòu) 低延時(shí)
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN47
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-12
• 第一章 緒論12-16
• 1.1 課題研究背景與意義12-13
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 研究意義13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14
• 1.3 主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)14-15
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第二章 片上網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)研究16-28
• 2.1 NoC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)16-18
• 2.1.1 相關(guān)基礎(chǔ)概念16-17
• 2.1.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類17-18
• 2.2 路由算法18-19
• 2.2.1 路由算法的分類18-19
• 2.2.2 算法設(shè)計(jì)原則19
• 2.3 數(shù)據(jù)交換機(jī)制19-22
• 2.3.1 蟲洞路由20-21
• 2.3.2 虛通道21-22
• 2.4 支持虛通道技術(shù)的NoC路由器22-26
• 2.4.1 路由器架構(gòu)23-24
• 2.4.2 路由計(jì)算24
• 2.4.3 虛通道分配器24-25
• 2.4.4 交換開關(guān)分配器25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-28
• 第三章 NoC虛通道動(dòng)態(tài)分配策略研究28-36
• 3.1 支持虛通道動(dòng)態(tài)分配的NoC路由架構(gòu)28-29
• 3.2 虛通道數(shù)量可變控制29-30
• 3.3 VA與SA仲裁30-31
• 3.4 UBS和UCL31-34
• 3.4.1 VC控制表32
• 3.4.2 微片讀寫指針邏輯32-33
• 3.4.3 VC和Slot ID跟蹤器33-34
• 3.4.4 VC令牌分配器34
• 3.5 路由流水線分析34
• 3.6 本章小節(jié)34-36
• 第四章 支持虛通道動(dòng)態(tài)分配的低延時(shí)NoC路由器36-44
• 4.1 路由架構(gòu)設(shè)計(jì)與分析37
• 4.2 低延時(shí)控制37-42
• 4.2.1 Speculation策略38
• 4.2.2 VA與SA的并行仲裁38-40
• 4.2.3 快速分配模塊40-41
• 4.2.4 Lookahead策略41-42
• 4.3 路由流水線分析42-43
• 4.4 本章小節(jié)43-44
• 第五章 基于BookSim2.0的NoC仿真44-54
• 5.1 相關(guān)仿真軟件研究44-45
• 5.2 BookSim2.0簡介45-46
• 5.3 BookSim2.0 NoC建模分析46-50
• 5.3.1 配置文件說明49-50
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與性能分析50-52
• 5.4.1 網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)50-51
• 5.4.2 網(wǎng)絡(luò)吞吐量51-52
• 5.5 本章小節(jié)52-54
• 總結(jié)與展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文60-62
• 致謝62

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：588582