基于量子粒群的三維片上網(wǎng)絡(luò)低功耗映射算法研究.pdf

1、二維片上網(wǎng)絡(luò)(2D NoC)是為了克服基于總線系統(tǒng)的芯片(SoC)體系結(jié)構(gòu)在功耗、通信帶寬以及物理設(shè)計等方面的局限而誕生的。但隨著芯片集成度的進一步提高，2D NoC在布局布線、面積、封裝密度以及功耗等方面都已經(jīng)到達了瓶頸，因而，三維片上網(wǎng)絡(luò)(3D NoC)應(yīng)運而生。3D NoC擁有更低的互連損耗、更短的全局互連、更小的體積、更高的封裝密度以及更高的性能等諸多優(yōu)勢。在3D NoC的研究中，如何將計算任務(wù)映射到3D NoC節(jié)點上是關(guān)鍵問題

2、之一，3DNoC映射問題對系統(tǒng)的功耗、延遲等性能均有很大影響，映射優(yōu)化已成為解決3D NoC降低功耗、改善散熱等問題的重要手段，從多個角度研究更好的3D NoC映射算法非常必要。
　　本文對3D NoC映射算法進行了研究，主要完成了以下工作。首先，利用量子粒子群算法的全局收斂性和收斂速度更快的特點，首次將量子粒子群算法應(yīng)用到3D NoC低功耗映射問題中，并與基于粒子群的3D NoC映射算法進行了對比，仿真結(jié)果表明，基于量子粒子群的

3、映射算法比基于粒子群的映射算法收斂速度更快，最大提高90.48％;同時有效地降低了3D NoC的映射功耗，尤其是對于核數(shù)為20-80的應(yīng)用特征圖優(yōu)化效果更為明顯，功耗最大降低了20.99％;其次，為了解決大規(guī)模3D NoC的低功耗映射問題，提出一種基于多樣性控制量子粒子群的低功耗映射算法，并與基于量子粒子群的映射算法進行對比，仿真實驗結(jié)果表明，當應(yīng)用特征圖規(guī)模較大(120核以上)時，該算法仍能保持較穩(wěn)定的功耗優(yōu)化效率(4.08％～8.0