【摘要】：隨著技術(shù)的進(jìn)步,多核乃至眾核處理器已是處理器領(lǐng)域的技術(shù)大趨勢(shì)。在此背景下,多核的片上互連技術(shù)顯得越來(lái)越重要。但是越來(lái)越小的特征尺寸和越來(lái)越高的集成度使得芯片越來(lái)越難以在可以接受的良品率范圍內(nèi)進(jìn)行正確的制造,加上芯片在使用過(guò)程中由于電遷移、依賴(lài)于時(shí)間的柵介質(zhì)擊穿等老化原因,某些部位會(huì)失效。為了提高片上網(wǎng)絡(luò)的可靠性,在某些部位出錯(cuò)的時(shí)候保證其他節(jié)點(diǎn)之間能夠繼續(xù)通信,使得可以容納錯(cuò)誤的互連組件顯得愈發(fā)的重要。一方面它可以提高芯片的良品率,另一方面可以變相地延長(zhǎng)芯片的使用壽命。 本文采用系統(tǒng)分區(qū)和分而治之的策略,將網(wǎng)絡(luò)分成九個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域的路由器可以容納各自區(qū)域內(nèi)的出錯(cuò)節(jié)點(diǎn),同時(shí)這些區(qū)域又可以協(xié)同起來(lái)有效地容納多個(gè)區(qū)域同時(shí)出錯(cuò)的情況,從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的容錯(cuò)能力；該算法具有良好的擴(kuò)展性,硬件開(kāi)銷(xiāo)不隨系統(tǒng)規(guī)模的增大而增大；當(dāng)新的節(jié)點(diǎn)發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候,系統(tǒng)完全的可重配置；靈活的路由限制集一方面可以保證該算法是免于死鎖的,另一方面也使負(fù)載分步得更加均衡；基于SystemC的平臺(tái)仿真以及各種負(fù)載特性下的性能體現(xiàn)了其優(yōu)越性,相對(duì)于傳統(tǒng)的Extended-XY容錯(cuò)路由算法；130nm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝下的實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明,相對(duì)于LBDR硬件開(kāi)銷(xiāo)幾乎沒(méi)有增加,但是容錯(cuò)能力卻大大加強(qiáng)；相對(duì)于R-DSPIN算法,降低了大約37%的硬件開(kāi)銷(xiāo),但是其可重配置能力卻得到了加強(qiáng)。 同構(gòu)多核處理器由于具有內(nèi)在的冗余性可以進(jìn)行有效替代,我們進(jìn)一步對(duì)其建模與量化估計(jì)。本文首次從處理器的粒度出發(fā),對(duì)同構(gòu)多核處理器的良品率、平均可達(dá)到的性能、達(dá)到峰值性能門(mén)限的概率以及不同粒度處理器的平均無(wú)故障時(shí)間(MTTF)進(jìn)行理論建模與評(píng)估；綜合考慮核的處理能力和核間的通信延時(shí),給出了多核處理器高層設(shè)計(jì)的一種復(fù)合性能評(píng)估指標(biāo)——三維空間搜索(3DSpace Exploring),在良品率、可靠性和綜合處理能力之間進(jìn)行有效的折中,從而為多核處理器的高層建模提供一些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
【圖文】：

C的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀NoC的概念和設(shè)計(jì)方法學(xué)的提出，NoC的相關(guān)學(xué)術(shù)研究己經(jīng)蓬結(jié)構(gòu)、路由算法、服務(wù)質(zhì)量、性能評(píng)估、任務(wù)調(diào)度跟映射、可性、NoC平臺(tái)研究、NoC設(shè)計(jì)方法和工具鏈等等。術(shù)界，NOC的概念從1999年第一次被提出，經(jīng)過(guò)十年多的發(fā)逐漸進(jìn)入高峰階段，并且己經(jīng)取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，越來(lái)越多的到NoC的潛力，紛紛投入其中并推動(dòng)著它的發(fā)展，使得NoC躍的學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球范圍內(nèi)有上百所所大級(jí)的工業(yè)界研究機(jī)構(gòu)正積極從事NOC相關(guān)領(lǐng)域的理論研究和中影響較大的有NOCAic項(xiàng)目，，基于“胖樹(shù)”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多核SP則，以及MIT的RAW等。到2005年該領(lǐng)域中的研究成果日形成一個(gè)理論體系，各種有關(guān)NOC的研究成果和論文大量涌，NoC相關(guān)引文數(shù)量呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)。這些研究工作涉及面，包括路由節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方案，任務(wù)的映射以及延時(shí)、功耗、測(cè)試設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化、可靠性等方面的研究。每年的引文

加之每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以單獨(dú)工作在各自的時(shí)鐘域，極大地降低了時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度和時(shí)鐘樹(shù)的功耗。目前NOC的研究涉及到拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由算法、服務(wù)質(zhì)量、性能評(píng)估、任務(wù)調(diào)度跟映射、可測(cè)試性設(shè)計(jì)、可靠性、NoC平臺(tái)研究、NoC設(shè)計(jì)方法和工具鏈等諸多方面，本章將對(duì)目前NoC研究中涉及到的一些關(guān)鍵問(wèn)題和研究成果做一些簡(jiǎn)單的總結(jié)介紹和評(píng)價(jià)，并重點(diǎn)介紹容錯(cuò)路由和可靠性相關(guān)方面的研究工作。2.1NoC關(guān)鍵問(wèn)題研究2.1.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是NoC設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的問(wèn)題之一。目前大部分的NOC研究和設(shè)計(jì)借鑒了宏觀的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，包含規(guī)則和不規(guī)則兩種。常見(jiàn)規(guī)則結(jié)構(gòu)如ZDmesh結(jié)構(gòu)、3Dmesh結(jié)構(gòu)、Toms結(jié)構(gòu)、二叉樹(shù)樹(shù)結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)等，圖2.1示例了其中幾個(gè)典型的規(guī)則結(jié)構(gòu)。多家研究機(jī)構(gòu)采用了ZDmesh或者其變形ToruS結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TP332;TP302.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2688434