三維片上網(wǎng)絡TSV與緩沖區(qū)容錯技術研究.pdf

1、三維片上網(wǎng)絡結合了垂直互連技術所帶來的優(yōu)勢和片上網(wǎng)絡所具有的可擴展性的優(yōu)點,大大提高了系統(tǒng)的性能,降低了功耗。但在納米工藝下三維片上網(wǎng)絡也面臨著日益嚴峻的可靠性問題的挑戰(zhàn),目前的制造工藝使得用于垂直互連的硅通孔(Through-Silicon-Via,TSV)的產(chǎn)品良率仍然較低,另外由于VLSI(Very Large Scale Integration)的偏差性和易于老化的脆弱性所導致的電路可靠性問題等,這些因素將影響三維片上網(wǎng)絡系統(tǒng)通

2、訊的可靠性。因此本課題將對由此而引出的TSV與緩沖區(qū)容錯問題及關鍵技術展開深入系統(tǒng)的研究。論文主要工作如下:
　　(1)簡述了集成電路的發(fā)展以及二維片上網(wǎng)絡、三維片上網(wǎng)絡的研究背景,對一些常見的2D NoC和3D NoC拓撲結構、交換技術與虛通道技術、路由器的基本組成結構以及TSV的基礎知識進行了介紹。
　　(2)針對TSV故障,本文提出了一種不添加冗余鏈路,通過對故障鏈路中功能良好TSV的復用,將數(shù)據(jù)微片多次傳輸,達到容T

3、SV硬故障的技術方案。通過添加ECC編碼解碼模塊來達到容瞬時故障的目的。實驗分析表明,該設計方案在保證系統(tǒng)可靠性的基礎上還具有較高的吞吐量與較低的延時。
　　(3)針對緩沖區(qū)故障,本文在分析緩沖區(qū)故障模型的基礎上,設計了一種針對緩沖槽故障的重定向機制,并且使緩沖區(qū)能夠動態(tài)分配虛通道,并且在端口流量大的時候,能夠與鄰居端口共享緩沖區(qū)暫存數(shù)據(jù),減輕端口阻塞。實驗結果表明,與傳統(tǒng)結構路由器相比,本方案提高路由效率與可靠性,同時具有較高的