本文關鍵詞：三維片上網絡服務質量研究

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【摘要】：集成電路行業(yè)發(fā)展日新月異,集成度隨摩爾定律飛速提高。面對日益復雜的片上業(yè)務,傳統(tǒng)總線結構因為通信效率低、可用性差、功耗高等瓶頸問題,逐漸被片上網絡(Network on Chip, NoC)這種新的片上結構所取代。片上網絡成為了一個活躍的領域。隨著3D IC技術和片上網絡性能需求的發(fā)展,三維片上網絡(3D NoC)概念被提出,3D NoC兼具了3DICs和片上網絡的優(yōu)點,有效地克服了總線結構的種種瓶頸問題,提高了系統(tǒng)性能。服務質量(Quality of Service, QoS)是3D NoC的關鍵技術,隨著3D NoC業(yè)務的發(fā)展,為片上網絡通信提供有保障的服務質量變得越來越重要。因此研究三維片上網絡結構的服務質量具有重要的意義。針對三維片上網絡服務質量(3D NoC QoS)司題,因為涉及到時延、吞吐量和能耗等多個變量,屬于NP完全問題。遺傳算法作為一種優(yōu)化算法,被廣泛地應用于解決各種NP完全問題。本文利用遺傳算法作為路由算法來解決該問題。通過適應度函數(shù)綜合考量時延和吞吐量,從而對時延和吞吐量等QoS參數(shù)提供綜合保障,選擇最優(yōu)或者次優(yōu)路徑。算法設計過程中,結合三維片上網絡的規(guī)模特點,采用直觀的路徑ID標識的編碼方法,避免了解碼問題。為了提高算法收斂速度,采用了一種精英主義的遺傳算法,直接將最優(yōu)個體復制到下一代,進行交叉,確保算法更快地往最優(yōu)方向收斂。將遺傳算法集成到仿真器路由算法模塊,可以在相同變量環(huán)境下,對比遺傳算法和XYZ路由算法的優(yōu)劣�？紤]到靜態(tài)源路由的弊端以及三維片上網絡規(guī)模變化和結構特點,修改仿真器源代碼,采用二次計算實現(xiàn)了動態(tài)路由選擇機制,有效地避免了靜態(tài)源路由選擇的路徑不再適用網絡新狀況而容易產生擁堵的問題。針對三維片上網絡不同的規(guī)模和性能參數(shù),設計不同的驗證方案。仿真結果表明,針對不同的三維片上網絡結構和通信狀況,遺傳算法的時延、吞吐量和能耗總體上好于XYZ路由算法。尤其是平均時延改善的最為明顯。隨著網絡通信量的增大,遺傳算法能較XYZ路由算法更好的保障服務質量,其性能優(yōu)越性體現(xiàn)的更為明顯。
【關鍵詞】：三維片上網絡 服務質量 XYZ路由算法 遺傳算法
【學位授予單位】：天津工業(yè)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
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題研究背景9-12
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 選題意義及課題來源15-16
• 1.4 論文的主要工作16
• 1.5 論文的結構16-19
• 第二章 三維片上網絡相關研究19-31
• 2.1 三維片上網絡關鍵研究概覽19-20
• 2.2 三維片上網絡拓撲結構20-23
• 2.3 三維片上網絡路由算法23-27
• 2.4 三維片上網絡映射研究27-28
• 2.5 仿真平臺簡介28-29
• 2.6 本章小結29-31
• 第三章 三維片上網絡QoS研究31-37
• 3.1 QoS基礎31-33
• 3.1.1 QoS服務模型簡介31-32
• 3.1.2 交換機制簡介32-33
• 3.2 通過路由算法來解決服務質量問題33-34
• 3.3 通過一種新的架構來解決服務質量問題34-35
• 3.4 通過一種新的機制來提高服務質量問題35-36
• 3.5 本章小結36-37
• 第四章 基于遺傳算法的三維片上網絡QoS路由建模37-49
• 4.1 QoS路由描述37-39
• 4.1.1 QoS路由參數(shù)及其特性37-39
• 4.2 遺傳算法39-42
• 4.2.1 遺傳算法思想39-40
• 4.2.2 遺傳算法參數(shù)40
• 4.2.3 遺傳算法步驟40-42
• 4.2.4 遺傳算法設計過程概述42
• 4.3 基于遺傳算法的QoS路由算法設計42-47
• 4.3.1 遺傳算法偽代碼42-43
• 4.3.2 編碼方式43-44
• 4.3.3 種群初始化44-45
• 4.3.4 適應度評價函數(shù)45
• 4.3.5 選擇操作45-46
• 4.3.6 保留最佳個體46
• 4.3.7 路徑交叉算子46-47
• 4.3.8 路徑變異算子47
• 4.3.9 算法終止條件47
• 4.4 本章小結47-49
• 第五章 仿真平臺搭建及實驗分析49-61
• 5.1 仿真平臺搭建49-52
• 5.1.1 仿真平臺配置信息49
• 5.1.2 集成遺傳算法到仿真器49-50
• 5.1.3 采用動態(tài)的路由機制50
• 5.1.4 修改后的仿真器操作說明50-52
• 5.2 實驗方案設計52-53
• 5.3 仿真結果分析53-60
• 5.3.1 方案一(A)53-54
• 5.3.2 方案一(B)54-56
• 5.3.3 方案二(A)56-58
• 5.3.4 方案二(B)58-60
• 5.3.5 驗證方案總結60
• 5.4 本章小結60-61
• 第六章 總結與展望61-65
• 6.1 已完成的工作61
• 6.2 論文的創(chuàng)新點61-62
• 6.3 未來工作的展望62
• 6.4 本章小結62-65
• 參考文獻65-71
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明71-73
• 致謝73

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊敏華;谷建華;周興社;;片上網絡[J];微處理機;2006年05期

2 鞠宏浩;顧華璽;尹小杰;;片上網絡中服務質量的研究[J];計算機與現(xiàn)代化;2009年04期

3 劉炎華;劉靜;賴宗聲;;片上網絡:新一代的片上系統(tǒng)結構[J];電子與封裝;2011年05期

4 唐名華;;兩種綜合流量模式對片上網絡性能影響分析[J];廣東石油化工學院學報;2011年04期

5 韋良芬;王勇;;片上網絡系統(tǒng)設計分析[J];吉首大學學報(自然科學版);2012年03期

6 王宏偉;陸俊林;佟冬;程旭;;層次化片上網絡結構的簇生成算法[J];電子學報;2007年05期

7 付方發(fā);張慶利;王進祥;喻明艷;孫玉峰;;支持多種流量分布的片上網絡性能評估技術研究[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2007年05期

8 王宏偉;陸俊林;佟冬;程旭;;層次化的片上網絡設計方法[J];北京大學學報(自然科學版);2007年05期

9 丁永文;劉建輝;;片上網絡體系結構設計分析[J];科技信息(學術研究);2007年31期

10 周干民;;片上網絡:下一代技術[J];商業(yè)文化(學術版);2007年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 白原;鄭焱;王紅;楊士元;;不規(guī)則結構片上網絡的測試方法研究[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

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 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;片上網絡：解決CMP互連瓶頸[N];計算機世界;2005年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王堅;片上網絡通信性能分析與優(yōu)化[D];電子科技大學;2011年

2 樂千榿;基于智能算法的片上網絡布局優(yōu)化研究[D];電子科技大學;2014年

3 秦明偉;片上網絡（NoC）業(yè)務量建模方法及應用研究[D];電子科技大學;2015年

4 周芳;片上網絡低功耗設計方法研究[D];南京航空航天大學;2015年

5 楊鵬飛;高可靠片上網絡關鍵技術研究[D];西安電子科技大學;2015年

6 王俊輝;高性能多核處理器的低功耗片上網絡研究[D];國防科學技術大學;2015年

7 馬立偉;專用片上網絡設計方法：通信建模、拓撲構造與自動生成[D];清華大學;2006年

8 趙建武;片上網絡系統(tǒng)可測試性設計及測試技術研究[D];電子科技大學;2009年

9 王煒;面向大規(guī)模片上多處理器的片上網絡關鍵技術研究[D];清華大學;2010年

10 管旭光;異步片上網絡的關鍵技術研究[D];西安電子科技大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王曉袁;片上網絡系統(tǒng)模型[D];西安電子科技大學;2008年

2 付方發(fā);片上網絡性能評估平臺設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

3 王祺;基于應用的片上網絡設計與性能評估[D];南京航空航天大學;2009年

4 劉華;片上網絡多播通信關鍵技術研究[D];武漢理工大學;2011年

5 李慧;光片上網絡的可靠性研究[D];西安電子科技大學;2013年

6 鐘陽;片上網絡功耗分析及其優(yōu)化策略研究[D];電子科技大學;2014年

7 金燾;無線片上網絡研究綜述及對廣播和匯播通信的優(yōu)化研究[D];南京大學;2013年

8 方志強;異步2D-Torus片上網絡自適應路由算研究與實現(xiàn)[D];東北大學;2014年

9 范紹聰;異構多核片上網絡的低功耗映射研究[D];廣東工業(yè)大學;2016年

10 郭桂雨;基于片上網絡多核處理器設計與協(xié)同驗證[D];北京交通大學;2016年

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