【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)顯得越來越重要。但是越來越小的特征尺寸和越來越高的集成度使得芯片越來越難以在可以接受的良品率范圍內(nèi)進(jìn)行正確的制造,加上芯片在使用過程中由于電遷移、依賴于時(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,硬件開銷不隨系統(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硬件開銷幾乎沒有增加,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%的硬件開銷,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”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)、二叉樹樹結(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
【分類號(hào)】：TP332;TP302.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2688434