負(fù)載均衡的NoC路由算法研究.pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)(Network on Chip，NoC)相對(duì)于基于總線的通信架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高效的并行通信，但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大以及應(yīng)用復(fù)雜度的增加，網(wǎng)絡(luò)的沖突環(huán)境會(huì)變得復(fù)雜，傳統(tǒng)的維序路由方式可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)某些鏈路長(zhǎng)期處于通信繁忙狀態(tài)，而另一些鏈路處于饑餓狀態(tài)，即負(fù)載分布不均衡。長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載過(guò)大的節(jié)點(diǎn)可能會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)局部熱點(diǎn)，引起穩(wěn)定性問(wèn)題。另一方面，當(dāng)某些鏈路長(zhǎng)期被占用有可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入局部擁塞模式，數(shù)據(jù)流不能及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)延遲過(guò)大。針對(duì)以上問(wèn)題，

2、本文研究一種基于監(jiān)測(cè)機(jī)制的負(fù)載均衡路由算法，在不增加NoC延遲的前提下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全局的負(fù)載均衡。本文主要工作如下:
　　(1)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于監(jiān)測(cè)機(jī)制的負(fù)載均衡路由算法。
　　針對(duì)傳統(tǒng)負(fù)載均衡路由算法易陷入局部最優(yōu)陷阱問(wèn)題，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)模塊，統(tǒng)計(jì)各節(jié)點(diǎn)在一定時(shí)間窗口內(nèi)的歷史通信量，進(jìn)行路由路徑分配，權(quán)衡整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，為目標(biāo)流選擇一條從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)全局負(fù)載較小的路徑。該算法可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)流在傳輸?shù)倪^(guò)程中避開網(wǎng)絡(luò)中歷史負(fù)載較

3、大的節(jié)點(diǎn)，而選擇歷史負(fù)載較小的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，原NoC通信量最大節(jié)點(diǎn)的負(fù)載降低了30％左右。
　　(2)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種兼顧延遲優(yōu)化的負(fù)載均衡路由算法。
　　面向特定應(yīng)用，以延遲和負(fù)載線性疊加的和作為綜合參數(shù)，進(jìn)行路由路徑的選擇，為目標(biāo)流選擇一條從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)全局負(fù)載較小且能降低延遲的傳輸路徑。該算法能在均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的基礎(chǔ)上，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，提高網(wǎng)絡(luò)的性能。與原有NoC平臺(tái)相比，在流長(zhǎng)度和包長(zhǎng)度為4的情況下對(duì)延遲的優(yōu)化達(dá)