隨著集成電路的發(fā)展,工藝技術(shù)的演進,芯片的集成度越來越高,多核結(jié)構(gòu)迅速成為了處理器設(shè)計和發(fā)展的趨勢。目前,工藝尺寸的縮小使得互連線的延遲已經(jīng)超過了門延遲,片上眾多核之間的通信問題成為了阻礙性能提升的難題。片上網(wǎng)絡(luò)因其具有高帶寬、低延遲的特性應(yīng)運而生,被認為是最有希望取代共享總線的一種結(jié)構(gòu)。高集成度帶來的尺寸縮小也加重了器件良率和外界干擾帶來的影響,片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)生軟錯誤和硬錯誤的可能性大大上升。尤其值得關(guān)注的是系統(tǒng)軟錯誤,由于外界干擾引起路由節(jié)點和鏈路中的數(shù)據(jù)信息或控制信息出錯,但不會造成硬件的損壞。軟錯誤在芯片生產(chǎn)測試過程中無法預(yù)測,卻可能導(dǎo)致系統(tǒng)出錯甚至崩潰。因而,必須有容錯機制來保證系統(tǒng)可靠性。本文針對片上網(wǎng)絡(luò)的鏈路上發(fā)生的軟錯誤,利用擴展海明碼和循環(huán)校驗碼,設(shè)計和實現(xiàn)了四種點到點的容錯機制。在周期精確的仿真平臺中進行了系統(tǒng)級仿真,總結(jié)了不同條件下,各容錯機制的表現(xiàn)情況,為片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計者提供設(shè)計和選擇容錯技術(shù)的參考依據(jù)。片上網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用映射問題也是片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的一個重要問題,本文將對容錯機制的考慮加入到了映射算法中來,實現(xiàn)了完整的通信開銷函數(shù)建模,并結(jié)合基于貪心思想的啟發(fā)式算... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

局部連、全局和邏輯門的對延遲[4]

圖 2-2 片上網(wǎng)絡(luò)分 結(jié)構(gòu)[4]Fig.2-2 The layered structure of Network-on-Chip拓撲結(jié)構(gòu)絡(luò)中的資源節(jié)點和路由節(jié)點的相對位置與連接方式構(gòu)成了片上網(wǎng)絡(luò)的拓體現(xiàn)了 NoC 中的通信節(jié)點在芯片中的分布和連接。拓撲結(jié)構(gòu)從最高層次統(tǒng)的傳輸方式，是確定路由算法的基礎(chǔ)，對于網(wǎng)絡(luò)延時、吞吐、面積、常大的影響[33, 34]。上網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)可以分為規(guī)則拓撲和不規(guī)則拓撲兩類。規(guī)則拓撲可以計算領(lǐng)域的研究成果，具有良好的可復(fù)用性、可擴展性、可預(yù)測性，可計時間和成本。例如 Mesh，Torus 這樣的規(guī)則拓撲，互連規(guī)整，配置參強，路由算法實現(xiàn)簡單。非規(guī)則拓撲可以根據(jù)具體的應(yīng)用定制，具有一優(yōu)勢，同時也能節(jié)省芯片的功耗和面積，但是給版圖設(shè)計帶來困難，會均勻長線，因此，設(shè)計效率較低。然從網(wǎng)絡(luò)直徑，帶寬，延遲等特征參數(shù)來看，2D Mesh 結(jié)構(gòu)并不是最優(yōu)

圖 2-6 蟲洞交換 制[36]Fig.2-6 Worm hole switching of a packet因此，蟲洞交換具有良好的延遲性能、較小的緩存要求的優(yōu)點�；谶@些優(yōu)，蟲洞交換是NoC研究中的首選理想交換技術(shù)，本文的片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也基于蟲交換機制。但是，也正是由于每個節(jié)點路由器中的緩沖器容量較小，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)堵塞時，數(shù)包微片將占據(jù)路徑上多個路由器的緩沖器。如果沒有一套機制來解決緩沖器之的相關(guān)性，將會阻塞其他數(shù)據(jù)包的傳輸，增加了死鎖問題的復(fù)雜性。為了解決述阻塞問題，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，可以引入虛通道流控制機制[37]。1.5 虛通道流控制不同于將緩沖器當(dāng)作一個整體看待，虛通道（Virtual Channel）的概念就是將部的緩沖器劃分為若干個部分，每一部分的緩沖器可以單獨分配數(shù)據(jù)，可以容不同數(shù)據(jù)包的內(nèi)容。如果將劃分前的緩沖器稱為物理通道，則被劃分后的每一分緩沖器就稱為虛通道。多個虛通道通過請求驅(qū)動的多路技術(shù)共享一個物理通

【參考文獻】：
期刊論文
[1]面向高可靠片上網(wǎng)絡(luò)通信的可重構(gòu)路由算法[J]. 付斌章,韓銀和,李華偉,李曉維.  計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2011(03)
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[3]Mesh跳步容錯路由算法[J]. 李旺遠,王長山.  計算機與現(xiàn)代化. 2010(03)
[4]片上網(wǎng)絡(luò)的低功耗自適應(yīng)數(shù)據(jù)保護[J]. 周文彪,張巖,毛志剛.  計算機工程. 2006(22)

博士論文
[1]NoC基礎(chǔ)研究[D]. 周干民.合肥工業(yè)大學(xué) 2005

碩士論文
[1]片上網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真[D]. 謝憶純.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]基于編碼的片上網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸可靠性研究與設(shè)計[D]. 萬玉鵬.南京航空航天大學(xué) 2010
[3]片上網(wǎng)絡(luò)映射及路徑分配問題研究[D]. 沈皓.解放軍信息工程大學(xué) 2009



本文編號：3598391