基于鏈路的NoC延時(shí)優(yōu)化方法研究.pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)(Network-on-Chip,NoC)可以有效改善片上系統(tǒng)(System-on-Chip,SoC)遇到的瓶頸，近年來(lái)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。延時(shí)是NoC性能評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，減小網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)是NoC設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)之一。如何在較低的成本投入下，用簡(jiǎn)單的方法減小網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)，獲得良好的網(wǎng)絡(luò)性能，具有非常重要的研究意義。
　　傳統(tǒng)的延時(shí)優(yōu)化方法，主要從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由算法及Mapping算法等方面入手。本文采用一種新的延時(shí)優(yōu)化

2、方法：基于確定性路由算法，根據(jù)NoC網(wǎng)絡(luò)中各通信節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)量分布情況，找出容易發(fā)生擁塞的節(jié)點(diǎn)，依據(jù)節(jié)點(diǎn)位置，局部增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，減少網(wǎng)絡(luò)繁忙節(jié)點(diǎn)，緩解擁塞，從而減小網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)。在OPNET仿真平臺(tái)下對(duì)Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不同路由算法的NoC建立模型，進(jìn)行驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，這種局部?jī)?yōu)化帶寬的方法可以在較低成本投入下，顯著改善網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)性能，并且具有一定的通用性。本文主要的工作如下：
　　1.針對(duì)Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基于XY路由算法和O-

3、E路由算法，依次從進(jìn)程層、節(jié)點(diǎn)層、和網(wǎng)絡(luò)層對(duì)NoC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模，建立了一個(gè)8×8規(guī)模的二維NoC網(wǎng)絡(luò)模型。
　　2.對(duì)基于XY路由算法的2D Mesh結(jié)構(gòu)NoC網(wǎng)絡(luò)模型，在網(wǎng)絡(luò)帶寬充裕的情況下進(jìn)行仿真，統(tǒng)計(jì)各鏈路數(shù)據(jù)量大小，分析繁忙節(jié)點(diǎn)數(shù)量以及在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所處的位置。
　　3.根據(jù)仿真得到的節(jié)點(diǎn)繁忙情況，在不改變路由算法的前提下，采用一種局部增加環(huán)路網(wǎng)絡(luò)帶寬的方法，改善網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。對(duì)比帶寬優(yōu)化前后的網(wǎng)絡(luò)性能，結(jié)果表明，這種局部

4、優(yōu)化帶寬的方法可以有效減小網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)，而且實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，代價(jià)較小。之后多次改變網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量，對(duì)帶寬優(yōu)化前后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行性能對(duì)比。結(jié)果表明，在不同數(shù)據(jù)量情況時(shí)，局部帶寬優(yōu)化后的NoC網(wǎng)絡(luò)均取得較好的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)性能，具有一定通用性。
　　4.相同數(shù)據(jù)量情況下，對(duì)基于XY路由算法帶寬優(yōu)化后的NoC網(wǎng)絡(luò)模型和基于O-E路由算法的相同規(guī)模NoC網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行仿真，并對(duì)比性能。結(jié)果表明，在一定數(shù)據(jù)量范圍內(nèi)，本文中帶寬優(yōu)化后的NoC網(wǎng)絡(luò)，可以得到比基