本文關鍵詞：片上網(wǎng)絡路由算法的優(yōu)化設計

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【摘要】：隨著半導體工藝的飛速發(fā)展,多核之間的通信使得片上系統(tǒng)(System-on-Chip,SoC)的性能受到制約,片上網(wǎng)絡(Network-on-Chip,NoC)借鑒分布式計算系統(tǒng)的通信方式,用路由和分組交換技術替代傳統(tǒng)片上總線來完成通信任務,傳輸性能得到大幅度提高,是今后甚大規(guī)模集成電路的新設計方式。路由算法作為NoC設計的關鍵技術,成為NoC重要的研究方面。本文在分析NoC通信構架的基礎上,圍繞NoC通用路由算法和容錯路由這兩個方面進行深入研究,主要研究工作如下:(1)針對NoC確定性路由算法在高負載情況下性能下降過快、自適應路由算法邏輯復雜度高及資源開銷大等問題,提出一種適用于2D-Mesh拓撲結構的路由算法DARA。在最短路徑滿足延時約束的基礎上,對易形成網(wǎng)絡熱點的中間區(qū)域節(jié)點采用動態(tài)的路由方式,對網(wǎng)絡邊緣節(jié)點采用基于Turn Model的確定性路由方式。實驗通過OPNET仿真平臺,對2D-Mesh拓撲結構的NoC分層建模,實驗結果表明,與通常的XY路由算法及自適應DyXY路由算法相比,在熱點模式下,DARA具有更好的網(wǎng)絡性能。(2)針對基于單故障模型的可重構路由存在的負載不平衡的現(xiàn)象,提出一種容錯優(yōu)化方案。在內建自測機制的基礎上,由故障節(jié)點的位置設置輔助節(jié)點,并改進算法,以均衡鏈路上的負載。實驗通過OPNET仿真平臺,在不同的網(wǎng)絡規(guī)模和故障位置下,進行仿真驗證。實驗結果表明,優(yōu)化后的方案比原有的容錯算法具有更低的時延和更高的吞吐率。
【關鍵詞】：片上網(wǎng)絡 2D-Mesh 路由算法 容錯 OPNET
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN47
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文內容及組織結構11-12
• 第2章 NoC通信構架概述12-28
• 2.1 NoC基本構架及拓撲結構12-14
• 2.2 NoC路由器結構14-15
• 2.3 NoC數(shù)據(jù)交換技術15-18
• 2.3.1 包交換技術15-18
• 2.3.2 虛擬通道技術18
• 2.4 NoC通用路由算法18-26
• 2.4.1 NoC路由算法主要問題18-22
• 2.4.2 NoC主要路由算法22-26
• 2.5 NoC容錯路由26-27
• 2.6 本章小結27-28
• 第3章 基于 2D-Mesh結構的DARA路由算法設計28-42
• 3.1 NoC路由算法設計思想28-29
• 3.2 2D-Mesh結構的通用路由算法優(yōu)化設計29-33
• 3.2.1 問題描述29-30
• 3.2.2 DARA路由算法設計思路30-33
• 3.3 實驗仿真與性能分析33-41
• 3.3.1 OPNET建模33-36
• 3.3.2 仿真配置36-38
• 3.3.3 仿真結果分析38-41
• 3.4 本章小結41-42
• 第4章 基于NoC可重構容錯路由負載均衡的優(yōu)化設計42-56
• 4.1 NoC可重構路由算法概述42
• 4.2 故障節(jié)點模型42-43
• 4.3 NoC可重構容錯路由算法優(yōu)化設計43-50
• 4.3.1 問題描述43-45
• 4.3.2 優(yōu)化算法設計思路45-49
• 4.3.3 算法無死鎖驗證49-50
• 4.4 實驗設置與性能分析50-54
• 4.4.1 仿真配置50-51
• 4.4.2 仿真結果分析51-54
• 4.5 本章小結54-56
• 第5章 總結與展望56-58
• 5.1 工作總結56
• 5.2 展望56-58
• 參考文獻58-61
• 作者簡介及在學校期間所取得的科研成果61-62
• 致謝62

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本文編號：606902