片上網(wǎng)絡自適應VOQ路由器設計及頭阻塞問題研究.pdf

1、受片上資源的限制，片上網(wǎng)絡的發(fā)展面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，擁塞管理即是其中之一，然而擁塞本身并不是難題，影響惡劣的是由擁塞帶來的頭阻塞問題，只有完全消除頭阻塞的影響，網(wǎng)絡的性能才有保障。因此，本文針對片上網(wǎng)絡面臨的頭阻塞問題，從降低頭阻塞出現(xiàn)的可能性和消除頭阻塞的影響兩方面進行相關研究。論文主要工作如下:
　　(1)針對片上網(wǎng)絡的擁塞問題進行管理，從源頭上降低頭阻塞發(fā)生的可能性，本文設計了自適應VOQ路由器架構(gòu)。在輸入緩沖區(qū)將去往不同輸出

2、方向的數(shù)據(jù)包分開放置，消除第一類頭阻塞的影響，通過使用頭微片順帶傳播的機制，在路由計算模塊依據(jù)擁塞狀況自適應地選擇輸出方向，在硬件上實現(xiàn)了VOQ架構(gòu)下的自適應路由。VOQ的機制、自適應路由數(shù)據(jù)包，兩者共同作用，可以大大降低片上網(wǎng)絡中出現(xiàn)頭阻塞的可能性。
　　(2)針對VOQ機制下片上網(wǎng)絡中仍存在的頭阻塞問題，本文設計了頭阻塞可消除的VOQ路由器。保持VOQ機制的特性不變，設計了混合結(jié)構(gòu)的雙向先進先出隊列，自適應地讀取單個隊列中的數(shù)

3、據(jù)包，選擇下游路徑不擁塞的流量優(yōu)先進入網(wǎng)絡流通。下游路徑的擁塞狀況信息使用頭微片順帶傳輸?shù)臋C制傳播，通過創(chuàng)新交叉開關仲裁模塊，在不增加流水階段的情況下，實現(xiàn)自適應讀取數(shù)據(jù)包。VOQ的機制、自適應讀取單隊列中的數(shù)據(jù)包，兩者共同作用，可以消除片上網(wǎng)絡中頭阻塞問題的惡劣影響。
　　(3)實驗仿真分析基于混合雙向隊列的自適應VOQ路由器的網(wǎng)絡性能。實驗結(jié)果表明，在可接受的面積和功耗開銷下，相較于基準的虛通道路由器和傳統(tǒng)的VOQ路由器，本文