片上網絡NoC的通信研究.pdf

1、在半導體技術的快速發(fā)展過程中，IP復用技術曾為集成電路發(fā)展注入前進的動力。隨著芯片復雜程度的不斷提高，設計復用的思路也被借鑒至芯片及其通信結構中，并從IP復用發(fā)展到應用系統的復用，而片上網絡的多核處理器結構就是復用技術應用到系統級別的實例。在片上網絡結構中，各子系統間的通信性能是影響整個系統性能的重要因素。本文主要在以下3個方面對片上網絡的通信問題進行了探索性研究： (一)利用分布式存儲結構的傳輸特點提高片上網絡的通信效率。

2、 針對目前基于Simulink的多核設計流程中，系統間通信效率不高的現狀，本文在該多核設計流程中加入分布式存儲器服務部件，利用該服務部件內部的仲裁以及緩存機制，達到提高系統間通信性能的目的。通過對Motion-JPEG圖像的解碼實例進行測試分析，獲得結果如下：分布式存儲器服務部件使多核系統在10幀Motion-JPEG圖像的解碼時間上縮短了45％。從系統內部處理器單元消耗在通信上的時間比例角度分析，使用分布式存儲器服務部件后，與使

3、用全局存儲單元的通信部件相比，通信時間占總解碼時間比例下降了45％～64％。 (二)提出了基于功能映射來緩解片上網絡通信擁塞的方法。 對片上網絡任務映射問題進行數學建模，以各節(jié)點的通信擁塞情況作為映射參數，將通信問題納入功能映射的一部分，加入到設計初期的探索中。在此基礎上，對仍然不滿足帶寬要求的節(jié)點，加入流量控制單元，利用該單元實現擁塞節(jié)點處流量監(jiān)控以及路由調度的作用。通過對H.264解碼器的實例進行測試分析，加入流量控

4、制單元后，網絡擁塞的節(jié)點通信效率提高了20％。 (三)針對NoC通信中的安全問題，提出了設計安全路由的虛擬安全通道以及路徑驗證的解決方法。 為了對系統間進行傳輸的數據進行安全防護，本文對片上網絡安全問題進行了探索性研究：首先，本文通過在交換單元結構中引入虛擬安全通道，避免惡意占用帶寬帶來的通信阻塞；其次，通過在網絡接口中加入加/解密引擎，防止網絡傳輸過程中的敏感信息被竊?。蛔詈?，通過引入互補路徑檢測進行讀寫授權的方法，防