本文選題：三維片上網(wǎng)絡　切入點：輸入端口　出處：《合肥工業(yè)大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：三維片上網(wǎng)絡結合了片上網(wǎng)絡具有的良好可擴展性和基于TSV垂直互連的三維封裝技術的各自優(yōu)勢,極大地提高了片上系統(tǒng)的性能,降低了功耗。但是深亞微米工藝下,路由器受制于制造缺陷及運行時的脆弱性,輸入端口易發(fā)生永久性故障,從而引起通信故障,影響系統(tǒng)功能和性能。因此本文對由此而引起的路由器輸入端口故障問題展開深入系統(tǒng)的研究。論文主要工作如下：(1)闡述了集成電路的發(fā)展、三維片上網(wǎng)絡的研究背景及芯片的故障類型。對常見的2D NoC和3D NoC拓撲結構及片上網(wǎng)絡中常見的容錯方法進行了介紹。(2)針對路由器輸入端口和交叉開關故障,本文提出了一種故障及擁塞感知的容錯路由器。通過增加一個冗余的輸入端口和旁路總線,不僅能實現(xiàn)對輸入端口和交叉開關容錯的目的,而且還能在沒有端口故障的情況下使用冗余端口有效地解決擁塞問題。實驗表明此容錯機制能夠使得網(wǎng)絡在故障路由器多、擁塞嚴重的情況下,仍然保持良好性能。(3)為了能夠有效地容忍虛通道故障、保證系統(tǒng)性能同時又能充分利用可用資源,將虛通道故障類型細分為粗粒度故障和細粒度故障,提出SVS路由器(Single Virtual Channel Sharing Router)架構,通過將路由器端口兩兩分組,組內(nèi)端口間實現(xiàn)單虛通道共享。當發(fā)生虛通道粗粒度故障時,使用組內(nèi)相鄰端口共享虛通道容錯。當發(fā)生細粒度故障時,根據(jù)Slot State Table信息配置虛通道讀／寫指針的值,從而跳過故障Buffer槽實現(xiàn)容錯。在無粗粒度故障情況下,共享虛通道還可用于負載平衡及容路由計算模塊故障。實驗結果表明：較其他已有的虛通道路由器,SVS路由器在3種不同的故障情況下,都較大地降低了延時,提高了吞吐量。這表明SVS路由器有效地提高系統(tǒng)可靠性,保證了系統(tǒng)性能,充分利用了可用資源。
[Abstract]:The 3D on-chip network combines the good scalability of the on-chip network and the respective advantages of the 3D packaging technology based on TSV vertical interconnection, which greatly improves the performance of the on-chip system and reduces the power consumption. Routers are subject to manufacturing defects and run-time vulnerabilities, and the input ports are prone to permanent failures, resulting in communication failures. Therefore, this paper makes a deep and systematic study on the problem of router input port failure caused by it. The main work of this paper is as follows: 1) the development of integrated circuits is described. This paper introduces the common 2D NoC and 3D NoC topologies and the common fault-tolerant methods in the on-chip network. In this paper, a fault tolerant and congestion aware fault-tolerant router is proposed. By adding a redundant input port and bypass bus, the fault tolerance of the input port and the crossover switch can not only be achieved. Moreover, redundant ports can be used to solve the congestion problem effectively without port failure. Experiments show that the fault-tolerant mechanism can make the network have many faulty routers and serious congestion. In order to effectively tolerate virtual channel faults and ensure system performance and make full use of available resources, virtual channel faults can be subdivided into coarse-grained faults and fine-grained faults. This paper presents a single Virtual Channel Sharing routing architecture for SVS routers. By grouping the router ports into two groups, a single virtual channel is shared between the ports within the group. When coarse-grained virtual channels fail, Using adjacent ports within a group to share virtual channel fault tolerance. When a fine-grained fault occurs, configure the value of the virtual channel read / write pointer according to Slot State Table information, thereby skipping the fault Buffer slot to achieve fault tolerance. In the case of no coarse-grained fault, The shared virtual channel can also be used for load balancing and routing calculation module failures. The experimental results show that compared with other existing virtual channel routers, SVS routers can greatly reduce the delay in three different fault cases. This shows that SVS router can effectively improve system reliability, ensure system performance and make full use of available resources.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN915.05;TN47

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 葛芬;吳寧;;功耗優(yōu)化的片上網(wǎng)絡協(xié)同映射[J];應用科學學報;2008年06期

2 楊曉強;;片上網(wǎng)絡關鍵技術研究[J];微計算機信息;2008年20期

3 李忠琦;凌翔;胡劍浩;;片上網(wǎng)絡系統(tǒng)網(wǎng)絡層設計與研究[J];中國集成電路;2008年09期

4 王曉袁;楊銀堂;;一種用于片上網(wǎng)絡的交換開關結構[J];微計算機信息;2008年26期

5 林世俊;蘇厲;金德鵬;曾烈光;;虛通道數(shù)和時鐘比率對片上網(wǎng)絡的影響[J];清華大學學報(自然科學版);2009年01期

6 謝國梁;凌翔;胡劍浩;;片上網(wǎng)絡的互連問題及解決措施綜述[J];中國集成電路;2009年01期

7 李麗;許居衍;;片上網(wǎng)絡技術發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢淺析[J];電子產(chǎn)品世界;2009年01期

8 張浩;張盛兵;;片上網(wǎng)絡:一種新興的片上系統(tǒng)設計方法[J];計算機工程與科學;2009年02期

9 陳亦歐;胡劍浩;凌翔;;三維片上網(wǎng)絡拓撲研究[J];電信科學;2009年04期

10 王堅;李玉柏;蔣勇男;;片上網(wǎng)絡通信性能分析建模與緩存分配優(yōu)化算法[J];電子與信息學報;2009年05期

相關會議論文 前10條

1 白原;鄭焱;王紅;楊士元;;不規(guī)則結構片上網(wǎng)絡的測試方法研究[A];第六屆中國測試學術會議論文集[C];2010年

2 王祺;吳寧;葛芬;;片上網(wǎng)絡仿真與性能評估[A];全國第19屆計算機技術與應用（CACIS）學術會議論文集（上冊）[C];2008年

3 景乃鋒;毛志剛;;面向片上網(wǎng)絡的集成電路設計技術[A];第十屆中國科協(xié)年會信息化與社會發(fā)展學術討論會分會場論文集[C];2008年

4 付斌章;韓銀和;李華偉;李曉維;;面向高可靠片上網(wǎng)絡通信的低成本可重構路由算法[A];第六屆中國測試學術會議論文集[C];2010年

5 齊樹波;蔣江;李晉文;張民選;;面向片上網(wǎng)絡的多播吞吐率和能量模型[A];第十五屆計算機工程與工藝年會暨第一屆微處理器技術論壇論文集（B輯）[C];2011年

6 張熙敏;李晉文;肖立權;;基于逃逸通道的片上網(wǎng)絡擁塞緩解技術[A];第十六屆計算機工程與工藝年會暨第二屆微處理器技術論壇論文集[C];2012年

7 歐陽一鳴;朱兵;梁華國;;一種用于片上網(wǎng)絡的自適應路由算法[A];全國第19屆計算機技術與應用（CACIS）學術會議論文集（上冊）[C];2008年

8 蘇琦;李玉柏;王堅;;用OPNET實現(xiàn)片上網(wǎng)絡仿真[A];2008年中國西部青年通信學術會議論文集[C];2008年

9 歐陽一鳴;劉蓓;齊蕓;;三維片上網(wǎng)絡測試的時間優(yōu)化方法[A];第六屆中國測試學術會議論文集[C];2010年

10 彭�；�;尤志強;鄺繼順;張大方;;一種基于BFT型拓撲結構片上網(wǎng)絡低費用測試方法[A];第六屆中國測試學術會議論文集[C];2010年

相關重要報紙文章 前1條

1 清華大學微處理器與SOC 技術研究中心 陳磊 王驚雷 李兆麟 汪東升;片上網(wǎng)絡：解決CMP互連瓶頸[N];計算機世界;2005年

相關碩士學位論文 前10條

1 朱兵;基于片上網(wǎng)絡的通信路由方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2009年

2 白海;片上網(wǎng)絡映射算法研究和設計[D];電子科技大學;2009年

3 陶海洋;片上網(wǎng)絡低能耗和低延遲研究[D];湖南大學;2009年

4 陳雷;面向多核片上網(wǎng)絡存取控制單元的設計與實現(xiàn)[D];浙江大學;2010年

5 周升;多種片上網(wǎng)絡拓撲結構性能評估[D];浙江大學;2010年

6 謝憶純;片上網(wǎng)絡的拓撲結構設計與仿真[D];中國科學技術大學;2010年

7 齊蕓;片上網(wǎng)絡通信架構的測試方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2010年

8 洪佳潔;高性能低功耗片上網(wǎng)絡設計中的功耗與延時模型研究[D];南京航空航天大學;2010年

9 劉宇;片上網(wǎng)絡中的同步與仲裁技術研究[D];西安電子科技大學;2011年

10 代文博;減少推測多線程回退的片上網(wǎng)絡優(yōu)化設計與分析[D];中國科學技術大學;2011年

，

本文編號：1608565