片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究與分析.pdf

1、隨著片上系統(tǒng)(System on Chip，SoC)的不斷發(fā)展，芯片集成度越來(lái)越高，SoC設(shè)計(jì)中廣泛采用的共享總線結(jié)構(gòu)，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足系統(tǒng)的需要，片上網(wǎng)絡(luò)(Network onChip，NoC)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，核心思想就是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)移植到芯片設(shè)計(jì)中來(lái)，用網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)。
　　拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的重要領(lǐng)域之一，片上網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中的通訊節(jié)點(diǎn)在芯片中分布和連接的方式。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇對(duì)系統(tǒng)性能和芯片面積具有顯

2、著的影響。本文對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，主要的工作包括如下兩個(gè)方面：
　　1.分析研究了環(huán)形、Octagon、Mesh、Torus等平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，針對(duì)Octagon結(jié)構(gòu)在擴(kuò)展中單點(diǎn)失效和布線復(fù)雜度高的缺陷，提出Octagon環(huán)形(OR)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有8m個(gè)節(jié)點(diǎn)，除外層環(huán)上各核連接3個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)外，內(nèi)層環(huán)上各節(jié)點(diǎn)均與4個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)連接。針對(duì)OR結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于最短路徑的路由算法。通過(guò)OPNET仿真分析表明，OR在網(wǎng)絡(luò)

3、延遲、吞吐、等方面性能良好，是一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、平面的、對(duì)稱(chēng)的并且具有良好擴(kuò)展性的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　2.在對(duì)3D拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)上，提出了3D Octagon雙環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在OR平面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，參照3D Mesh各節(jié)點(diǎn)在垂直方向的連接方式實(shí)現(xiàn)了Octagon雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三維擴(kuò)展，有效地減少了芯片面積，本文將3D Octagon雙環(huán)結(jié)構(gòu)和3D Mesh、3D Torus結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比仿真分析。結(jié)果表明，3D Octagon雙環(huán)