無(wú)緩存片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的宏觀網(wǎng)絡(luò)相比，芯片面積、能耗和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度是片上網(wǎng)絡(luò)（Network-on-Chip，NoC）的三個(gè)主要硬件實(shí)現(xiàn)限制，而片上路由器輸入端口中的緩存占用了大量的芯片面積，消耗了大量的能耗。為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，無(wú)緩存片上網(wǎng)絡(luò)去除路由器內(nèi)的輸入緩存，通過(guò)偏轉(zhuǎn)競(jìng)爭(zhēng)中失敗的分組（或微片）到其他可用的輸出端口，來(lái)處理分組（或微片）對(duì)輸出端口的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。在中低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷下，偏轉(zhuǎn)發(fā)生的頻率很低，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能影響非常小。然而，在高網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷下，偏轉(zhuǎn)頻繁

2、會(huì)降低無(wú)緩存片上網(wǎng)絡(luò)的性能。因此，如何降低偏轉(zhuǎn)概率是設(shè)計(jì)無(wú)緩存片上網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　本文總結(jié)了片上網(wǎng)絡(luò)研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)無(wú)緩存片上網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，主要取得以下研究成果。
　　1.現(xiàn)有的無(wú)緩存片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)沒(méi)有提供服務(wù)質(zhì)量（Quality-of-Service，QoS）保障，因此本文設(shè)計(jì)了一種面向服務(wù)質(zhì)量的無(wú)緩存片上網(wǎng)絡(luò)（QoS-aware Bufferless NoC，QBNoC）。該設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)時(shí)性應(yīng)用

3、采用電路交換機(jī)制，對(duì)其他應(yīng)用采用蟲(chóng)孔交換機(jī)制。為了降低偏轉(zhuǎn)概率，本文提出一個(gè)兩階段的輸出端口分配策略。此外，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)關(guān)鍵路徑較短的路由器結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)的平均時(shí)延。仿真結(jié)果表明，通過(guò)高效利用資源，QBNoC顯著提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，同時(shí)滿(mǎn)足了不同應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量需求。
　　2.對(duì)于分組交換的光片上網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，考慮到?jīng)]有成熟的光緩存技術(shù)，采用偏轉(zhuǎn)路由解決輸出端口競(jìng)爭(zhēng)的無(wú)緩存光片上網(wǎng)絡(luò)更加可取。本文提出一種新的5*5光片上路由