片上網(wǎng)絡多粒度層次化故障建模與仿真研究.pdf

1、隨著集成電路技術的發(fā)展，基于總線通信構(gòu)架的片上系統(tǒng)（SoC）諸多弊端日益突出，片上網(wǎng)絡（NoC）架構(gòu)應運而生。然而由于芯片集成度的提高，使得片上網(wǎng)絡芯片在生產(chǎn)過程和運行中更容易受到工藝波動的影響，導致出現(xiàn)故障的可能性也隨之增加。因此，片上網(wǎng)絡故障模型和容錯可靠性成為近年來的研究熱點，而現(xiàn)階段的故障模型存在著不合理性，故障模型改進的同時必須通過相應的容錯路由算法才能保證系統(tǒng)最大可靠性。基于此，本文針對如何建立合理適用的故障模型和相應容錯路

2、由算法，展開了研究。主要工作如下：
　?。?）對片上網(wǎng)絡傳輸層故障模型加以研究，建立了粗粒度錯誤包和細粒度丟包故障概率模型。分析片上網(wǎng)絡通信中噪聲電壓與通道誤碼率的關系，結(jié)合漢明碼和循環(huán)冗余校驗碼原理，得到它們各自的糾錯極限；應用于本文的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，給出相應的粗粒度錯誤包和細粒度丟包故障模型。
　　（2）研究了片上網(wǎng)絡鏈路層故障模型，建立一種粗粒度鏈路時延故障模型和細粒度串擾性時序違規(guī)故障模型。對于粗粒度鏈路時延故障模型，本

3、文分析超深亞微米條件下工藝波動對電路參數(shù)的影響，根據(jù)Elmore延遲模型并結(jié)合延遲余量給出延時故障模型；對于細粒度串擾性時序違規(guī)故障模型，利用雙指數(shù)串擾模型得到串擾時間的近似高斯分布，并根據(jù)片上網(wǎng)絡電路正常工作的時序約束，給出了串擾性時序違規(guī)故障模型。最后根據(jù)分析實驗數(shù)據(jù)驗證了兩種模型的合理性。
　　（3）研究了片上網(wǎng)絡網(wǎng)絡層故障模型和容錯路由算法，建立了多粒度活躍性鏈路故障模型和量化的微粒度節(jié)點功能故障模型，提出一種簡單快速的故

4、障測量方法，實現(xiàn)了基于緩存動態(tài)重用的容錯路由算法（CDRRA-QFM）。本文先自定義片上網(wǎng)絡活路鏈路，建立多粒度的活躍性鏈路故障模型；針對當前功能故障模型的某種不確定性，提出量化的節(jié)點功能故障模型；通過加入輸入輸出緩存切換開關，實現(xiàn)應用于該模型的簡單快速測量方法；最后通過動態(tài)重用鏈路暫時不可用端口的緩存和本地空閑時緩存實現(xiàn)了容錯路由算法。
　　EsyNet仿真結(jié)果顯示，本文的多粒度活躍性鏈路故障模型更合理；測量方法開銷小速度快，綜