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

【摘要】：三維片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了片上網(wǎng)絡(luò)具有的良好可擴(kuò)展性和基于TSV垂直互連的三維封裝技術(shù)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(yùn)行時(shí)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(luò)的研究背景及芯片的故障類型。對常見的2D NoC和3D NoC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及片上網(wǎng)絡(luò)中常見的容錯方法進(jìn)行了介紹。(2)針對路由器輸入端口和交叉開關(guān)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(gè)冗余的輸入端口和旁路總線,不僅能實(shí)現(xiàn)對輸入端口和交叉開關(guān)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(shí)驗(yàn)表明此容錯機(jī)制能夠使得網(wǎng)絡(luò)在故障路由器多、擁塞嚴(yán)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(shí)又能充分利用可用資源,將虛通道故障類型細(xì)分為粗粒度故障和細(xì)粒度故障,提出SVS路由器(Single Virtual Channel Sharing Router)架構(gòu),通過將路由器端口兩兩分組,組內(nèi)端口間實(shí)現(xiàn)單虛通道共享。當(dāng)發(fā)生虛通道粗粒度故障時(shí),使用組內(nèi)相鄰端口共享虛通道容錯。當(dāng)發(fā)生細(xì)粒度故障時(shí),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(shí)現(xiàn)容錯。在無粗粒度故障情況下,共享虛通道還可用于負(fù)載平衡及容路由計(jì)算模塊故障。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí),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(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN915.05;TN47

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本文編號：1608565