熱-流均衡的混合型3DNoC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與映射算法研究.pdf

1、相對于二維片上網(wǎng)絡(luò)，三維片上網(wǎng)絡(luò)具有全局連線短、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)小和通信功耗低等優(yōu)勢，但在實(shí)現(xiàn)工藝中的堆疊方式和高度密集的晶體管布局給芯片帶來了嚴(yán)重的散熱問題。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和映射算法的設(shè)計(jì)對3D NoC的系統(tǒng)流量、延時(shí)和溫度具有至關(guān)重要的影響，也是解決芯片散熱問題的突破口。
　　論文首先對3D NoC-Bus混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的垂直總線展開研究，通過改造動態(tài)時(shí)分復(fù)用總線dTDMA的仲裁算法和路由器總線接口，提出了時(shí)間片大小和個(gè)數(shù)均動態(tài)可變的多動

2、態(tài)時(shí)分復(fù)用總線mdTDMA。mdTDMA不僅繼承了dTDMA的高總線利用率，而且有效提升了總線仲裁機(jī)制的公平性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。結(jié)合對Mesh和Torus拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的深入分析，提出了具有熱/流均衡特性的BTorus拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其路由算法。該結(jié)構(gòu)可以將更多的流量分布到芯片邊緣，為3D NoC的熱/流均衡提供了物理基礎(chǔ)并有利于芯片散熱。基于BTorus拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和mdTDMA總線，構(gòu)成了一個(gè)低延時(shí)、熱/流均衡的混合型三維片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3D N

3、oC-Bus BTorus。在充分研究了數(shù)據(jù)在垂直總線中傳輸?shù)哪芎奶匦耘c延時(shí)特征的基礎(chǔ)上，本文還提出了一種兼顧流量和功耗的B-T映射算法，從控制流量的角度保證混合型3D NoC的溫度分布均衡以及功耗最小化。
　　對本文提出的3D NoC-Bus BTorus拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和B-T映射算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其中的3D NoC-Bus BTorus具有良好的熱/流均衡性能和低延時(shí)、高吞吐率的通信性能。以規(guī)模為4×4×4的3D No