面向異構(gòu)集成的NoC路由算法研究.pdf

1、在科技的不斷發(fā)展中，片上系統(tǒng)(System-on-Chip，SoC)的IP核的數(shù)量也在不斷的增加，而這種情況使得采用總線結(jié)構(gòu)通信的SoC遇到了通信質(zhì)量下降等問題。通信延遲、功耗增大和運(yùn)行效率低下已經(jīng)是存在于SoC研究過程中的重大問題。而此時(shí)片上網(wǎng)絡(luò)(Network-on-Chip)結(jié)構(gòu)的提出，有效的解決了總線結(jié)構(gòu)中存在的各種問題，使得芯片的性能有了很大的提高，同使也為研究人員指明了新的研究方向。
　　NoC的概念是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)

2、構(gòu)思想運(yùn)用到芯片中，以實(shí)現(xiàn)全局異步，局部同步的通信模式，來有效解決之前所面臨的通信問題。在NoC的研究中，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由器結(jié)構(gòu)和路由算法是研究的三個(gè)重要方面。一個(gè)好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由器結(jié)構(gòu)或者路由算法能有效提高整個(gè)芯片的性能。
　　本文做了如下工作：
　　一：為了更加貼近實(shí)際的應(yīng)用，在充分了解了同構(gòu)模型下的路由算法后，對(duì)于異構(gòu)模型做了深入的研究。在2D-Mesh的結(jié)構(gòu)下，將其計(jì)算節(jié)點(diǎn)設(shè)為不同的IP核，并根據(jù)任務(wù)的分配情況進(jìn)行了

3、路由算法的研究，并提出適應(yīng)于異構(gòu)模型下的多核動(dòng)態(tài)負(fù)載路由算法，該算法以及時(shí)修改傳輸消息包的目的節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)芯片網(wǎng)路的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡。
　　二：分析以前平臺(tái)在傳輸消息包的過程中是根據(jù)仲裁機(jī)制來選取下一個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)，這樣會(huì)存在傳輸包遠(yuǎn)離目的節(jié)點(diǎn)并延長(zhǎng)傳輸路徑的可能，于是提出選用了XY路由算法，并將該算法成功運(yùn)用到了異構(gòu)模型中。同時(shí)相應(yīng)修改路由器結(jié)構(gòu)中的傳包流程。在及時(shí)修改目的節(jié)點(diǎn)之后，采用XY路由算法將消息包傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)。同時(shí)對(duì)于多核

4、處理器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了分組策略，以實(shí)現(xiàn)將一個(gè)大核群集劃分成小集合來進(jìn)行路由。
　　三：成功安裝Gem5研究平臺(tái)，對(duì)源代碼進(jìn)行調(diào)試工作。并根據(jù)提出的多核動(dòng)態(tài)負(fù)載路由算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　通過在Gem5平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)適當(dāng)?shù)男薷闹蟛⒉捎媒?jīng)典的XY路由算法，NoC的性能得到了改善，有的運(yùn)行時(shí)間提高了5％。這說明在根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況及時(shí)的修改目的節(jié)點(diǎn)之后，能夠在一定的程度上提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率，同時(shí)會(huì)使整個(gè)