NoC的路由算法研究.pdf

1、隨著片上系統(tǒng)(Systems on Chip,SoC)集成度的提高，IP核之間的通信成為SoC急需解決的問(wèn)題。近年來(lái)提出的片上網(wǎng)絡(luò)(Network on Chip,NoC)是解決SoC通信問(wèn)題的一種有效方法。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、虛擬通道技術(shù)和路由算法是NoC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)NoC的延時(shí)、吞吐量等性能有重要的影響。因此選擇NoC的路由算法作為論文的研究課題是有著重要的意義。
　　通過(guò)研究NoC的各類(lèi)常見(jiàn)路由算法，對(duì)每一類(lèi)路由算法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行

2、總結(jié)。在此基礎(chǔ)上根據(jù)無(wú)死鎖、低延時(shí)、高吞吐量和網(wǎng)絡(luò)性能與代價(jià)之間平衡的原則，提出了兩種新的路由算法，并進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　(1)根據(jù)NoC負(fù)載分布特點(diǎn)，提出一種新的虛擬通道非均勻分布技術(shù)VCND。該技術(shù)在 Mesh內(nèi)部使用虛擬通道，在邊界上使用非虛擬通道，從而減少緩存單元的數(shù)量。同時(shí)提出一種改進(jìn)的無(wú)死鎖路由算法CXY(Combination XY)。仿真結(jié)果表明，CXY路由算法與XY路由算

3、法和XY-YX路由算法相比，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，降低了網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)；相比虛擬通道均勻分布技術(shù)，VCND技術(shù)能夠以較小的吞吐量和網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)損失獲得可觀的緩存單元利用率提高，并減少了路由器的面積。
　　(2)針對(duì)SoC平臺(tái)上的特定應(yīng)用，提出一種特定應(yīng)用路由算法設(shè)計(jì)的一般方法(Application-Specific Routing Algorithms,APSRA)。APSRA利用預(yù)先知道的特定應(yīng)用信息作為路由決策的依據(jù)，該應(yīng)用信息包

4、含某對(duì)結(jié)點(diǎn)之間是否有通信，通信是否并發(fā)。通過(guò)利用這些信息，合理地分配緩存單元和調(diào)度任務(wù)，盡可能的提高網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)性和網(wǎng)絡(luò)性能。同時(shí)利用Warshall算法和鏈路權(quán)值避免死鎖問(wèn)題。通過(guò)理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)表明，與其它無(wú)死鎖路由算法相比，APSRA能降低網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
　　(3)通過(guò)深入研究gpNoCsim仿真器，發(fā)現(xiàn)它存在緩存單元利用率不高的問(wèn)題。基于此，對(duì)gpNoCsim仿真器的路由模塊和緩存隊(duì)列模塊進(jìn)行改進(jìn)，滿足了本