混合無線片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及通信機制的研究.pdf

1、作為多核片上系統(tǒng)(SoC)主要的互聯(lián)結(jié)構(gòu),片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)具有良好的并行性和可擴展性。然而隨著單個芯片上集成的處理核越來越多,片上網(wǎng)絡(luò)受制于平面金屬的互聯(lián)方式,將導(dǎo)致很高的延遲和功耗,已經(jīng)無法適應(yīng)未來的要求,因此需要新的解決方案。由于片上微型天線的成功研制,芯片內(nèi)的無線通信得以實現(xiàn)。無線通信具有高帶寬、低延遲、低功耗的特點,使得無線片上網(wǎng)絡(luò)(WNoC)成為傳統(tǒng)片上網(wǎng)絡(luò)最理想的替代方案,可以顯著提高系統(tǒng)的性能。
　　對于無線片上網(wǎng)

2、絡(luò),拓撲結(jié)構(gòu)是其最重要的研究內(nèi)容之一,它是WNoC的基礎(chǔ),決定了網(wǎng)絡(luò)中無線節(jié)點、無線鏈路的數(shù)量和分布情況,對網(wǎng)絡(luò)的性能有著直接的影響。
　　針對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在的問題,本文提出了基于無線多跳的混合WNoC的概念,設(shè)計了2-LevelHybridMesh結(jié)構(gòu),將一個有線Mesh劃分成若干個子網(wǎng),并在子網(wǎng)之間建立一個無線Mesh進行通信。在此基礎(chǔ)之上,本文提出了一個自適應(yīng)與確定性相結(jié)合的路由算法,將網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包分類并施以不同的路由策略,

3、從而降低上層Mesh的擁塞水平。最后,為了避免死鎖的發(fā)生,虛擬通道技術(shù)被引入路由器的設(shè)計中。
　　為了驗證2-LevelHybridMesh結(jié)構(gòu)的性能,本文采用SystemC語言編寫了一個專用的WNoC仿真平臺,在不同的流量模型下對網(wǎng)絡(luò)的性能進行了仿真。仿真結(jié)果表明,同現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比,2-LevelHybridMesh結(jié)構(gòu)具有更低的延遲和更高的吞吐率,能夠有效地降低網(wǎng)絡(luò)的擁塞水平,從而證明了本文提出的基于無線多跳的混合WNoC的優(yōu)越