3D NoC中故障感知的高可靠路由器容錯技術(shù)研究.pdf

1、三維片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了垂直互連技術(shù)所帶來的優(yōu)勢和片上網(wǎng)絡(luò)所具有的可擴展性的優(yōu)點,大大的降低了功耗,提高了系統(tǒng)的性能。但是隨著集成電路中晶體管特征尺寸接近原子量級,晶體管面臨著工藝不穩(wěn)定性、電子遷移、電介質(zhì)擊穿、熱載流子注入、負偏壓溫度不穩(wěn)定性、宇宙輻射線照射等引起的可靠性問題,集成電路的可靠性面臨巨大的挑戰(zhàn),容易造成三維片上網(wǎng)絡(luò)中路由器發(fā)生故障,因此本論文將對由此而引出的輸入緩存故障與交叉開關(guān)故障的容錯解決方案及關(guān)鍵技術(shù)展開深入系統(tǒng)的研究。

2、論文主要工作如下:
　　(1)簡述了集成電路的發(fā)展以及2D NoC和3D NoC的研究背景,對一些常見的2D NoC和3D NoC拓撲結(jié)構(gòu)、虛通道技術(shù)、路由器的基本組成結(jié)構(gòu)以及NoC的相關(guān)容錯基礎(chǔ)知識進行了介紹。
　　(2)為了解決3D NoC架構(gòu)中路由器內(nèi)部故障問題,提出一種柔性可配置的高可靠路由器架構(gòu),將每個輸入端口和兩個相鄰的輸入緩存(Buffer)進行級聯(lián),每條輸入鏈路和兩個相鄰的輸入緩存相連。通過建模,根據(jù)具體的故

3、障和擁塞情況,選擇合適的輸入緩存路徑,實現(xiàn)部分緩存的共享。這種柔性可配置設(shè)計不僅能夠很好的解決路由器內(nèi)部故障,還能夠緩解網(wǎng)絡(luò)的負載壓力,保證整個網(wǎng)絡(luò)的高可靠性及高性能。
　　(3)研究和分析了用于降低網(wǎng)絡(luò)時延的VOQ架構(gòu),提出一種故障感知的VOQ路由器改進架構(gòu)。通過在輸入端口中增加冗余虛通道和修改交叉開關(guān)架構(gòu)來進行容錯。當(dāng)某個虛通道出現(xiàn)故障或者流量擁塞時,可以使用冗余虛通道進行數(shù)據(jù)傳輸;修改后的交叉開關(guān)可以在出現(xiàn)故障時保證數(shù)據(jù)的正