多核處理器中片上網(wǎng)絡(luò)的事務(wù)級建模與評估.pdf

1、半導(dǎo)體工藝進入深亞微米級以后，作為最常見數(shù)字系統(tǒng)芯片的SoC電路規(guī)模進一步增大，傳統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)片上互聯(lián)受到了總線效率低下、布線延時突出、高頻率下數(shù)據(jù)同步復(fù)雜、設(shè)計復(fù)雜度激增等問題的制約，限制了SoC的應(yīng)用和發(fā)展。片上網(wǎng)絡(luò)從體系結(jié)構(gòu)上解決了總線式SoC的弊端，以良好的空間擴展性和并行通信能力，解決了主從式總線的效率浪費問題，同時分組交換的通信方式也為單時鐘頻率下的數(shù)據(jù)同步問題提供了解決方案。然而，不同的片上網(wǎng)絡(luò)在拓撲結(jié)構(gòu)、路由算法、交換機制

2、、緩存深度、虛擬通道數(shù)量等方面都可能存在差異。探索每個片上網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置對片上網(wǎng)絡(luò)性能的影響對于設(shè)計出既能滿足系統(tǒng)性能要求又能最大化降低系統(tǒng)開銷的片上網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。
　　本文圍繞片上網(wǎng)絡(luò)的事務(wù)級建模方法和基于事務(wù)級片上網(wǎng)絡(luò)模型的評估應(yīng)用展開研究，旨在于片上網(wǎng)絡(luò)或多核處理器硬件設(shè)計之前對片上網(wǎng)絡(luò)的性能和系統(tǒng)開銷做出預(yù)估，為系統(tǒng)的硬件設(shè)計提供適當?shù)膮⒖肌Ｔ谄暇W(wǎng)絡(luò)事務(wù)級模型的基礎(chǔ)之上，通過在模型中集成特征流量生成模型和開源的嵌入式

3、處理器模型，分別研究、設(shè)計了用于探索片上網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對片上網(wǎng)絡(luò)性能影響的片上網(wǎng)絡(luò)評估模型和用于指導(dǎo)多核系統(tǒng)軟件劃分、設(shè)計和調(diào)試的多核處理器系統(tǒng)事務(wù)級模型。本文所做的主要工作包括:
　　(1)提出了一套片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計方法。即先對片上網(wǎng)絡(luò)進行高層次建模，在模型的基礎(chǔ)上根據(jù)片上網(wǎng)絡(luò)性能表現(xiàn)調(diào)整片上網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，探索出既能滿足應(yīng)用性能要求又具有最低硬件開銷的片上網(wǎng)絡(luò)，進而使用探索出的最優(yōu)參數(shù)實現(xiàn)片上網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)計。
　　(2)提出了一種事

4、務(wù)級的片上網(wǎng)絡(luò)模型。將片上網(wǎng)絡(luò)分為網(wǎng)絡(luò)接口、路由器和網(wǎng)絡(luò)鏈路三部分分別進行事務(wù)級建模，使用TLM2.0標準接口封裝的片上網(wǎng)絡(luò)組件模型可以方便的連接在一起，組成任意結(jié)構(gòu)的片上網(wǎng)絡(luò)模型。
　　(3)提出了一種基于特征流量的片上網(wǎng)絡(luò)性能評估模型，并依托這種模型從片上網(wǎng)絡(luò)注入率、拓撲結(jié)構(gòu)、緩存深度、數(shù)據(jù)包長度和虛擬通道數(shù)量五個方面探索了片上網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對片上網(wǎng)絡(luò)性能的影響。
　　(4)通過集成接口兼容的嵌入式處理器，提出了一種可運行嵌入