基于片上網(wǎng)絡的能量有效路由算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著超大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)的發(fā)展和芯片單元的成倍增長，為了支持新的內(nèi)部單元之間的通信需求，片上通信方案被越來越多的研究。傳統(tǒng)的基于共享總線連結(jié)和單元之間專用連線的解決方法，因為面臨著小型化瓶頸，不再適合使用微米技術(shù)來實現(xiàn)?，F(xiàn)在的芯片設計更多的是使用復雜的多層和分段互連總線。片上網(wǎng)絡技術(shù)被認為可以有效解決芯片模塊間的全局互連問題，未來的芯片設計會更多地使用由鏈路、路由器以及相應的通訊協(xié)議所組成的成熟的片上網(wǎng)絡技術(shù)。本文主要研究在

2、能耗約束條件下，片上網(wǎng)絡不同拓撲結(jié)構(gòu)下的路由技術(shù)。在VLSI中最重要的問題是降低功耗和提高性能，路由技術(shù)的設計不可避免地受到這兩方面因素的影響。論文首先分析已有的通訊功耗模型，指出原有模型并未充分考慮網(wǎng)絡實際通訊狀況，不能準確反映通訊過程中的能量消耗；然后在已有模型的基礎上引入對系統(tǒng)功耗有著巨大影響的通訊時延，建立了新的更能準確反映實際通訊情況的通訊功耗模型，從而使得對NoC的功耗分析更精確。在二維規(guī)則mesh網(wǎng)絡中，原有的路由算法主要

3、是確定性路由，本文在研究現(xiàn)有最短路徑算法的基礎上，綜合考慮傳輸數(shù)據(jù)相關(guān)性、資源節(jié)點通訊狀況和網(wǎng)絡負載，提出了基于最短路徑的自適應預測競爭的路由算法(SP-Based Contention-look-ahead Routing Algorithm)。算法根據(jù)資源節(jié)點間的通訊狀況和通訊任務的時間先后順序分配路由路徑，并在網(wǎng)絡實際傳輸時根據(jù)網(wǎng)絡負載動態(tài)調(diào)整，從而使通道利用率更加均衡，節(jié)點間的通訊時間最短，系統(tǒng)功耗最小，并通過實驗證明了算法的優(yōu)