三維片上網(wǎng)絡的熱-流信息傳感機制研究.pdf

1、三維片上網(wǎng)絡由于在垂直方向上堆疊了更多的晶片，功率密度與熱傳遞路徑明顯增加，給系統(tǒng)帶來了嚴重的散熱問題。以路由節(jié)點的溫度與流量等狀態(tài)信息為依據(jù)，通過降低通信功耗和調(diào)節(jié)通信流量分布來進行散熱是三維片上網(wǎng)絡中常見的熱管理手段。較高的狀態(tài)信息精度與較寬的信息感知視野有助于在保障芯片熱安全的前提下提升系統(tǒng)的整體性能，但在狀態(tài)信息與數(shù)據(jù)負荷共用網(wǎng)絡的情形下，易產(chǎn)生帶寬爭用并導致網(wǎng)絡擁塞。因而，研究滿足散熱管理需求且不過度增加硬件開銷的熱/流信息共

2、享機制具有重要意義。
　　論文在研究和分析了已有片上網(wǎng)絡熱管理系統(tǒng)中熱/流信息共享機制的基礎上，提出了一種基于“本地收集、區(qū)域交換”的熱/流信息輔助傳感網(wǎng)絡，將三維主網(wǎng)絡中的各二維平面網(wǎng)絡劃分成若干區(qū)域，區(qū)域內(nèi)狀態(tài)信息通過匯聚節(jié)點收集，區(qū)域間狀態(tài)信息則通過構建于匯聚節(jié)點間的輔助網(wǎng)絡進行交換。論文首先構建了匯聚節(jié)點分布的數(shù)學模型，并基于整數(shù)線性規(guī)劃算法對匯聚節(jié)點的分布進行了優(yōu)化，以降低信息共享網(wǎng)絡的硬件開銷；同時，為了提升熱/流信息

3、在所生成不規(guī)則輔助網(wǎng)絡中的傳輸效率，論文設計了基于路徑的熱/流信息多播路由算法；此外，為了減小熱/流信息全局共享帶來的額外開銷，并降低在全局感知視野下熱管理機制的復雜性，論文提出了一種熱/流信息融合方案，將多個狀態(tài)信息進行模糊融合后再進行共享，進而作為熱管理機制的依據(jù)。
　　論文對片上網(wǎng)絡仿真環(huán)境Noxim進行了結構改造，形成了基于軟件的仿真平臺SPNT，可實現(xiàn)不同拓撲規(guī)模、不同匯聚節(jié)點分布、不同信息共享周期、不同路由算法下的熱/