片上網絡容錯路由算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、片上網絡（NoC）是解決多處理器系統(tǒng)上通信問題的一個新的設計方法。在片上網絡中，兩個處理單元之間通過發(fā)送數據包來通信。這樣的通信方式就解決了在片上系統(tǒng)（SoC）中面臨的全局時鐘很難同步和長延時的問題。另外，片上網絡中的兩個結點之間存在多條路徑，這些冗余的路徑可以提高通信的帶寬，并支持并發(fā)通信。
　　然而，當前的超大規(guī)模集成電路技術已經可以在單個片上網絡芯片上集成成百上千個處理核。這樣的大型的多核系統(tǒng)是很容易受到故障的影響的，因此在

2、片上網絡上引入容錯技術是十分必要的。在容錯技術中，容錯路由技術是一個很常見并且很重要的一個技術。
　　在容錯路由算法中一種常見的方法就是把故障結點包含在若干個矩形或多邊形的故障區(qū)域中。在路由的過程中，如果數據包遇到了一個這樣的故障區(qū)域，路由算法就會把數據包繞著故障區(qū)域的邊界路由，從而避開故障區(qū)域。為了形成這樣的故障區(qū)域，一些沒有故障的結點會被犧牲掉。正是這些被犧牲掉的結點和故障結點的集合組成了網絡中的故障區(qū)域。這些被犧牲掉的結點既

3、不能發(fā)送有不能接收數據包，就等同于一個故障結點。然而在這些故障區(qū)域中很可能存在由這些被犧牲掉的結點組成的貫穿整個故障區(qū)域的通路，這些通路可以被用來正常的來路由數據包。然而，所有的使用故障區(qū)域的算法都把這些存在于故障區(qū)域中的通路給忽略掉了。
　　為了解決這個問題，本文提出了一個可以利用在故障區(qū)域中由被犧牲掉的結點組成的通路來路由數據包的算法。使用這個算法的數據包可以不用繞著故障區(qū)域路由，而是直接的穿過故障區(qū)域，這樣它的傳輸路徑就縮短

4、了。這可以直接的減小網絡的總的通信延時。另外，在本文的算法中，對故障區(qū)域中通路的使用是有條件的。只有在滿足條件的前提下，一個數據包才可以使用這些通路。這樣，一些轉彎就可以被禁止掉，死鎖也就不會發(fā)生了。本文的算法可以在不使用虛通道的條件下避免死鎖的發(fā)生。
　　然后，我們使用一個基于 SystemC的周期精確的片上網絡仿真平臺來評價本文提出的算法。我們精心的設計了這個仿真平臺，使得仿真平臺的參數很容易配置。這些參數包括網絡規(guī)模，路由算