片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功耗研究.pdf

1、微電子技術(shù)的迅速發(fā)展促進(jìn)了片上系統(tǒng)（ SoC）的出現(xiàn)，集成電路的發(fā)展隨之進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。SoC的設(shè)計(jì)技術(shù)是從“集成電路”級(jí)設(shè)計(jì)到“集成系統(tǒng)”級(jí)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變的結(jié)果，其設(shè)計(jì)是從整個(gè)系統(tǒng)性能出發(fā)，在單個(gè)芯片上完成整個(gè)系統(tǒng)的功能。但是隨著系統(tǒng)的發(fā)展，多CPU體系是更大規(guī)模發(fā)展的趨勢(shì)，但總線結(jié)構(gòu)的原始構(gòu)思是基于單一CPU的，傳統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)無法滿足發(fā)展的需求。于是，2000年左右?guī)讉€(gè)研究小組提出了一種全新的集成電路體系結(jié)構(gòu)NoC(Network-

2、on-Chip)。其核心思想是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)移植到芯片設(shè)計(jì)中來，從體系結(jié)構(gòu)上徹底解決總線架構(gòu)帶來的問題。
　　 NoC是未來芯片發(fā)展的方向，而功耗問題是NoC設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵問題。本論文對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功耗問題展開研究，其中主要的工作有：
　　 (1)從功耗模型開始分析，包括數(shù)字電路的功耗模型和網(wǎng)絡(luò)通信的能量模型，針對(duì)數(shù)字電路的功耗模型，把低功耗集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的分析作為切入點(diǎn)，具體的對(duì)不同設(shè)計(jì)層次的功耗優(yōu)化方法分別進(jìn)行

3、分析和討論，針對(duì)SoC具有網(wǎng)絡(luò)信息通訊的特點(diǎn)，針對(duì)通訊能量模型中各部分功耗的組成和特點(diǎn)，提出一些優(yōu)化功耗的思路。又針對(duì)間接網(wǎng)絡(luò)中的幾個(gè)廣泛使用的交換結(jié)構(gòu)體系分別分析了其各自的功耗消耗主體。提出芯片設(shè)計(jì)的異構(gòu)模式在功耗優(yōu)化方面的應(yīng)用設(shè)想。
　　 (2)針對(duì)通訊功耗方面進(jìn)行了主要研究，針對(duì)直接網(wǎng)絡(luò)的2D-Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提出網(wǎng)絡(luò)映射的問題在直接網(wǎng)絡(luò)通訊功耗優(yōu)化方面的應(yīng)用，并提出一種有效的生物仿生算法—蟻群優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)SoC映射，通過