高性能NoC路由器結構研究.pdf

1、隨著片上系統(tǒng)(System on Chip,SoC)集成IP(Intellectual Property)核的數量越來越多,基于總線技術的SoC設計遇到了一系列瓶頸,如吞吐量受限,能耗和面積迅速增加,全局時鐘難以同步,系統(tǒng)擴展性受限等,這大大制約了芯片規(guī)模的擴大和性能的提高。為了克服總線結構的不足,一些研究組織提出一種新的互連結構——片上網絡(Network-on-Chip,NoC)。
　　 路由器作為片上互連網絡的通信節(jié)點,在

2、網絡中完成數據的接收和轉發(fā),是片上網絡最重要的組成部分。互連網絡的性能主要取決于路由器的構造。本文針對規(guī)則二維拓撲結構,進行相關路由器結構的研究,主要工作有以下兩個方面:
　　 1.對片上網絡現有路由器結構進行綜合分析比較,提出了Po-Ne路由器結構。該結構將網絡業(yè)務分為兩類,正方向流量和負方向流量兩個部分。這兩個部分是完全獨立和對稱的,每一部分有獨立的仲裁和判斷邏輯。與當前路由器結構相比,Po-Ne采用路徑分組和規(guī)模更小的交叉

3、開關減小了輸出端口的競爭率。并且結構本身有一定的容錯功能。
　　 2.提出了一種高效路由器結構。結構采用靈活的緩存分配策略和簡單的Bus結構,簡稱B-G。雖然目前基于總線的SoC結構逐漸被基于網絡的結構代替,但是由于總線結構簡單有效,還有很大的應用空間。最初的NoC路由器是集中緩存組織,缺點是帶寬和時延不能保證。這個問題可以通過設置虛信道來解決。但是小而多的虛信道容易造成鏈路利用率低下。結構通過在一個緩存內部動態(tài)設置多個FIFO