NoC可靠性與容錯(cuò)路由方法研究.pdf

1、隨著集成電路制造工藝的不斷發(fā)展，集成在芯片上晶體管的數(shù)量也隨之增多，已超過(guò)幾十億晶體管的規(guī)模，因此芯片上可以集成越來(lái)越多的IP核。隨著芯片中IP核數(shù)量的增多，基于總線結(jié)構(gòu)的片上系統(tǒng)(System-on-Chip，SoC)將面臨以下問(wèn)題：可擴(kuò)展性問(wèn)題、不能真正實(shí)行并行通信而引起的通信效率問(wèn)題、由于全局同步而引起的功耗和面積等問(wèn)題，這些都是片上系統(tǒng)無(wú)法逾越的障礙。因此，為了解決傳統(tǒng)的SoC所面臨的問(wèn)題，片上網(wǎng)絡(luò)(Network-on-Chi

2、p，NoC)作為一種全新的互聯(lián)結(jié)構(gòu)被提出來(lái)。片上網(wǎng)絡(luò)不僅從通信架構(gòu)上解決了傳統(tǒng)SoC所固有的問(wèn)題，還采用了全局異步局部同步（Globally Asynchronous Locally Synchronous，GALS）的通信機(jī)制，使得NoC成為面向納米工藝的新型體系結(jié)構(gòu)。
　　 本文重點(diǎn)介紹了2D-Mesh結(jié)構(gòu)NoC通信架構(gòu)的基本知識(shí)，并在此架構(gòu)上分別提出了一種可重構(gòu)的容錯(cuò)路由方法和一種提高NoC可靠性的方法。
　　 論

3、文的工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)介紹了NoC產(chǎn)生的背景、NoC研究的關(guān)鍵問(wèn)題和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀；此外，還介紹了2D-Mesh結(jié)構(gòu)NoC以及交換技術(shù)、路由算法和故障路由器的容錯(cuò)技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容。
　　 (2)針對(duì)2D-Mesh 結(jié)構(gòu)NoC通信過(guò)程中出現(xiàn)的路由器故障，提出了一種基于重構(gòu)的片上網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)路由方法。在NoC通信過(guò)程中，出現(xiàn)的故障路由節(jié)點(diǎn)將影響整個(gè)系統(tǒng)的正常通信。因此，通過(guò)為NoC中的路由器設(shè)置一個(gè)狀態(tài)寄存器

4、，用來(lái)標(biāo)識(shí)相鄰節(jié)點(diǎn)的安全狀態(tài)。在NoC通信時(shí)，根據(jù)此標(biāo)識(shí)提供的狀態(tài)信息，數(shù)據(jù)在路由時(shí)繞過(guò)故障節(jié)點(diǎn)正確的到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，從而保證NoC的正常通信。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該容錯(cuò)方法在容忍路由器故障和保證NoC正常通信的情況下，獲得了較低的數(shù)據(jù)延遲。
　　 (3)根據(jù)2D-Mesh 結(jié)構(gòu)NoC的通信特點(diǎn)，針對(duì)路由節(jié)點(diǎn)路障所造成與其連接的IP核通信無(wú)效的問(wèn)題，提出了一種新的提高片上網(wǎng)絡(luò)通信可靠性的方法。在NoC系統(tǒng)中，路由器故障不僅造成此路由器喪