基于共享收發(fā)器的光電混合NoC的研究與建模.pdf

1、隨著片上系統(tǒng)中計(jì)算節(jié)點(diǎn)的不斷增加，節(jié)點(diǎn)之間的通信效率已經(jīng)成為影響片上系統(tǒng)性能的主要瓶頸。傳統(tǒng)電總線及片上網(wǎng)絡(luò)性能已經(jīng)不能同時滿足系統(tǒng)對帶寬和延遲的需求，光電混合片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成為新的研究熱點(diǎn)。
　　針對現(xiàn)有光電混合片上網(wǎng)絡(luò)中光通道利用率不充分的問題，提出一種共享相鄰節(jié)點(diǎn)收發(fā)器的機(jī)制，提高光通道的使用率，進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)性能。
　　首先采用SystemC建模語言建立了光總線芯片和環(huán)形片上網(wǎng)絡(luò)模型，并對其性能進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，采

2、用SystemC建模語言，根據(jù)光器件的帶寬和延遲參數(shù)建立了光電混合片上網(wǎng)絡(luò)模型。具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的電NoC網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)小數(shù)據(jù)包和近距離負(fù)載的數(shù)據(jù)傳輸；具有樹形結(jié)構(gòu)的光總線網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離和大數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)搬運(yùn)。在模型仿真過程中，統(tǒng)計(jì)了微片總數(shù)和每個數(shù)據(jù)包的延遲時間，在不同的負(fù)載程度下，對建立的光電混合模型進(jìn)行了性能測試，結(jié)果表明，光電混合片上網(wǎng)絡(luò)和與獨(dú)立光總線相比，最大實(shí)測帶寬增加了40.2％。由于在光電混合片上網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)某個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)量過大而相鄰

3、節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)量較少的時候，該節(jié)點(diǎn)的光通道就會被完全利用起來，相鄰節(jié)點(diǎn)的光通道會處于空閑狀態(tài)，使光通道利用率不充分。因此本文在光電混合NoC的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了共享相鄰節(jié)點(diǎn)收發(fā)器和其空閑光通道的方式，提高了有限數(shù)量光通道的使用率，進(jìn)而提高了光電混合NoC的性能。在測試過程中，統(tǒng)計(jì)了不同注入率下接收到的微片總數(shù)和每個數(shù)據(jù)包的延遲時間，而后對不同注入率下的帶寬和延遲進(jìn)行分析，結(jié)果表明，共享相鄰節(jié)點(diǎn)收發(fā)器的光電混合片上網(wǎng)絡(luò)，比非共享結(jié)構(gòu)的光電混合片上網(wǎng)