發(fā)布時(shí)間：2017-08-09 13:00

  本文關(guān)鍵詞：三維片上網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量研究

  更多相關(guān)文章： 三維片上網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)質(zhì)量 XYZ路由算法 遺傳算法

【摘要】：集成電路行業(yè)發(fā)展日新月異,集成度隨摩爾定律飛速提高。面對(duì)日益復(fù)雜的片上業(yè)務(wù),傳統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)因?yàn)橥ㄐ判实�、可用性差、功耗高等瓶頸問題,逐漸被片上網(wǎng)絡(luò)(Network on Chip, NoC)這種新的片上結(jié)構(gòu)所取代。片上網(wǎng)絡(luò)成為了一個(gè)活躍的領(lǐng)域。隨著3D IC技術(shù)和片上網(wǎng)絡(luò)性能需求的發(fā)展,三維片上網(wǎng)絡(luò)(3D NoC)概念被提出,3D NoC兼具了3DICs和片上網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn),有效地克服了總線結(jié)構(gòu)的種種瓶頸問題,提高了系統(tǒng)性能。服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service, QoS)是3D NoC的關(guān)鍵技術(shù),隨著3D NoC業(yè)務(wù)的發(fā)展,為片上網(wǎng)絡(luò)通信提供有保障的服務(wù)質(zhì)量變得越來越重要。因此研究三維片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的服務(wù)質(zhì)量具有重要的意義。針對(duì)三維片上網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(3D NoC QoS)司題,因?yàn)樯婕暗綍r(shí)延、吞吐量和能耗等多個(gè)變量,屬于NP完全問題。遺傳算法作為一種優(yōu)化算法,被廣泛地應(yīng)用于解決各種NP完全問題。本文利用遺傳算法作為路由算法來解決該問題。通過適應(yīng)度函數(shù)綜合考量時(shí)延和吞吐量,從而對(duì)時(shí)延和吞吐量等QoS參數(shù)提供綜合保障,選擇最優(yōu)或者次優(yōu)路徑。算法設(shè)計(jì)過程中,結(jié)合三維片上網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模特點(diǎn),采用直觀的路徑ID標(biāo)識(shí)的編碼方法,避免了解碼問題。為了提高算法收斂速度,采用了一種精英主義的遺傳算法,直接將最優(yōu)個(gè)體復(fù)制到下一代,進(jìn)行交叉,確保算法更快地往最優(yōu)方向收斂。將遺傳算法集成到仿真器路由算法模塊,可以在相同變量環(huán)境下,對(duì)比遺傳算法和XYZ路由算法的優(yōu)劣�？紤]到靜態(tài)源路由的弊端以及三維片上網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變化和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),修改仿真器源代碼,采用二次計(jì)算實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)路由選擇機(jī)制,有效地避免了靜態(tài)源路由選擇的路徑不再適用網(wǎng)絡(luò)新狀況而容易產(chǎn)生擁堵的問題。針對(duì)三維片上網(wǎng)絡(luò)不同的規(guī)模和性能參數(shù),設(shè)計(jì)不同的驗(yàn)證方案。仿真結(jié)果表明,針對(duì)不同的三維片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信狀況,遺傳算法的時(shí)延、吞吐量和能耗總體上好于XYZ路由算法。尤其是平均時(shí)延改善的最為明顯。隨著網(wǎng)絡(luò)通信量的增大,遺傳算法能較XYZ路由算法更好的保障服務(wù)質(zhì)量,其性能優(yōu)越性體現(xiàn)的更為明顯。
【關(guān)鍵詞】：三維片上網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)質(zhì)量 XYZ路由算法 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：天津工業(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4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題研究背景9-12
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 選題意義及課題來源15-16
• 1.4 論文的主要工作16
• 1.5 論文的結(jié)構(gòu)16-19
• 第二章 三維片上網(wǎng)絡(luò)相關(guān)研究19-31
• 2.1 三維片上網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵研究概覽19-20
• 2.2 三維片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20-23
• 2.3 三維片上網(wǎng)絡(luò)路由算法23-27
• 2.4 三維片上網(wǎng)絡(luò)映射研究27-28
• 2.5 仿真平臺(tái)簡(jiǎn)介28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 第三章 三維片上網(wǎng)絡(luò)QoS研究31-37
• 3.1 QoS基礎(chǔ)31-33
• 3.1.1 QoS服務(wù)模型簡(jiǎn)介31-32
• 3.1.2 交換機(jī)制簡(jiǎn)介32-33
• 3.2 通過路由算法來解決服務(wù)質(zhì)量問題33-34
• 3.3 通過一種新的架構(gòu)來解決服務(wù)質(zhì)量問題34-35
• 3.4 通過一種新的機(jī)制來提高服務(wù)質(zhì)量問題35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 基于遺傳算法的三維片上網(wǎng)絡(luò)QoS路由建模37-49
• 4.1 QoS路由描述37-39
• 4.1.1 QoS路由參數(shù)及其特性37-39
• 4.2 遺傳算法39-42
• 4.2.1 遺傳算法思想39-40
• 4.2.2 遺傳算法參數(shù)40
• 4.2.3 遺傳算法步驟40-42
• 4.2.4 遺傳算法設(shè)計(jì)過程概述42
• 4.3 基于遺傳算法的QoS路由算法設(shè)計(jì)42-47
• 4.3.1 遺傳算法偽代碼42-43
• 4.3.2 編碼方式43-44
• 4.3.3 種群初始化44-45
• 4.3.4 適應(yīng)度評(píng)價(jià)函數(shù)45
• 4.3.5 選擇操作45-46
• 4.3.6 保留最佳個(gè)體46
• 4.3.7 路徑交叉算子46-47
• 4.3.8 路徑變異算子47
• 4.3.9 算法終止條件47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第五章 仿真平臺(tái)搭建及實(shí)驗(yàn)分析49-61
• 5.1 仿真平臺(tái)搭建49-52
• 5.1.1 仿真平臺(tái)配置信息49
• 5.1.2 集成遺傳算法到仿真器49-50
• 5.1.3 采用動(dòng)態(tài)的路由機(jī)制50
• 5.1.4 修改后的仿真器操作說明50-52
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)52-53
• 5.3 仿真結(jié)果分析53-60
• 5.3.1 方案一(A)53-54
• 5.3.2 方案一(B)54-56
• 5.3.3 方案二(A)56-58
• 5.3.4 方案二(B)58-60
• 5.3.5 驗(yàn)證方案總結(jié)60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-65
• 6.1 已完成的工作61
• 6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)61-62
• 6.3 未來工作的展望62
• 6.4 本章小結(jié)62-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明71-73
• 致謝73

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