基于NoC模擬器的片上網(wǎng)絡(luò)的性能研究.pdf

1、H錄目錄s:?I—^?inAbstract?IV第一章緒論?1l.i片上系統(tǒng)?11.2片上網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀?41.3本文的研究背景和結(jié)構(gòu)安排?7第二章片上網(wǎng)絡(luò)模擬器?112.1片上網(wǎng)絡(luò)模擬器?112.1.1解析模型?122.1.2NoC模擬器?132.2幾種常見(jiàn)的片上網(wǎng)絡(luò)模擬器?172.2.1?Nirgam模擬器?172.2.2?FIST模擬器?182.3片上網(wǎng)絡(luò)模擬器Wmsim?192.4支持虛擬通道的片上網(wǎng)絡(luò)模擬器Vwmsim?25第

2、三章虛擬通道對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響?303.1單通道大小對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響?303.1.1不同數(shù)據(jù)包注入率對(duì)吞吐率和延遲的影響分析?303.1.2不同數(shù)據(jù)包大小對(duì)吞吐率和延遲的影響分析?333.2虛擬通道個(gè)數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響?363.21不同數(shù)據(jù)包注入率對(duì)吞吐率和延遲的影響分析?363.22不同數(shù)據(jù)包大小對(duì)吞吐率和延遲的影響分析?38第四章固定資源的寄存器資源對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響?414.1虛擬通道個(gè)數(shù)的設(shè)置對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響?414.1.1隨機(jī)實(shí)例

3、的模擬?414.1.2多個(gè)應(yīng)用實(shí)例網(wǎng)絡(luò)性能的模擬?434.2數(shù)據(jù)包大小的設(shè)計(jì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響?444.3誠(chéng)?47I摘要摘要目前，片上網(wǎng)絡(luò)（NetwkonChip)結(jié)構(gòu)是片上系統(tǒng)（SystemonChip)所應(yīng)用的主流通信結(jié)構(gòu)。與其他傳統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)，例如總線結(jié)構(gòu)相比，片上網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且規(guī)則，處理模塊和存儲(chǔ)模塊的可重用性好、設(shè)計(jì)參數(shù)的可預(yù)測(cè)性、集成度的可擴(kuò)展性，通信的并發(fā)性，適合應(yīng)用于尺寸不斷減小的集成電路中數(shù)據(jù)的通信。當(dāng)數(shù)據(jù)在應(yīng)用這

4、種結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)能夠保證較高的數(shù)據(jù)吞吐率和較低的網(wǎng)絡(luò)延遲，同時(shí)不會(huì)造成由于大量數(shù)據(jù)傳輸所帶來(lái)的過(guò)多能量損耗。片上網(wǎng)絡(luò)雖然作為目前的片上系統(tǒng)的最佳數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)，但對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)的研究是在最近的十幾年中才開(kāi)始進(jìn)行，因此，有許多關(guān)于片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的問(wèn)題還有待解決。針對(duì)當(dāng)前的片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并沒(méi)有發(fā)展到十分完善的地步，仍然有很多地方值得探索和改進(jìn)，有很多大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)一直在不遺余力的研究片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提出新的優(yōu)化方案，改進(jìn)現(xiàn)有片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)

5、構(gòu)的種種缺陷，提高片上網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)并減小設(shè)計(jì)片上網(wǎng)絡(luò)的硬件開(kāi)銷(xiāo)。使用片上網(wǎng)絡(luò)模擬器對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬仿真是一種主流的研究片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方法之一，片上網(wǎng)絡(luò)模擬器能夠周期準(zhǔn)確地模擬真實(shí)的片上網(wǎng)絡(luò)在一定的周期下的數(shù)據(jù)傳輸狀況，記錄某時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)通信通道的數(shù)據(jù)包屬性或者某個(gè)通信通道的堵塞狀況，研究人員能夠從中找到找出這些問(wèn)題的原因，從而能夠提出解決方案來(lái)優(yōu)化網(wǎng)路。本文針對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)中所使用的虛擬通道，這一能夠解決網(wǎng)絡(luò)死鎖問(wèn)題、提高網(wǎng)絡(luò)性能的技

6、術(shù)，使用了周期準(zhǔn)確的片上網(wǎng)絡(luò)模擬器仿真具有虛擬通道的片上網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，記錄并統(tǒng)計(jì)了在固定的周期內(nèi)，片上網(wǎng)絡(luò)的平均數(shù)據(jù)吞吐率和一個(gè)數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)钠骄訒r(shí)，并和單通道的網(wǎng)絡(luò)傳輸性能作比較。接下來(lái)通過(guò)增加虛擬通道的個(gè)數(shù)，在相同硬件資源，不同的數(shù)據(jù)包注入率和數(shù)據(jù)包大小的條件下，進(jìn)行片上網(wǎng)絡(luò)的性能仿真，通過(guò)比較這些仿真結(jié)果的優(yōu)劣，找出最佳的片上網(wǎng)絡(luò)的虛擬通道的設(shè)計(jì)方案以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)的性能要求。同時(shí)，評(píng)估并設(shè)計(jì)了在虛擬通道最佳設(shè)計(jì)方案中所傳