基于粒子群算法的NoC路徑分配研究.pdf

1、隨著片上系統(tǒng)中所包含的 IP核數(shù)目劇增,以通信為核心的片上網(wǎng)絡(luò)(Network-on-chip,NoC)展示了其優(yōu)于總線結(jié)構(gòu)的本質(zhì)和屬性,其必將成為集成電路下一代主流設(shè)計技術(shù)。而NoC路徑分配作為NoC設(shè)計流程中的關(guān)鍵步驟,它的實現(xiàn)對節(jié)省通訊延時和改善NoC系統(tǒng)性能有著至關(guān)重要的意義。然而,高效、低需求以及適應(yīng)NoC體系結(jié)構(gòu)要求的NoC路徑分配算法是一個NP問題,在規(guī)模較大的NoC中幾乎不可能求得其最優(yōu)解,因此研究新方法、策略以解決No

2、C路徑分配難題具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　文章首先研究了NoC路徑分配相關(guān)技術(shù),選取二維網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),源確定性最短路由算法和蟲洞交換技術(shù),以及虛擬信道流控技術(shù)的NoC架構(gòu),設(shè)計了一種基于改進(jìn)粒子群算法的最短路徑分配方法,并建立了旨在優(yōu)化帶寬需求和平衡鏈路的統(tǒng)一目標(biāo)數(shù)學(xué)模型。通過調(diào)整參數(shù)λ,亦可選擇聯(lián)合目標(biāo)優(yōu)化,以求避免網(wǎng)絡(luò)擁塞,節(jié)省通訊延時,實現(xiàn)NoC路徑分配多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計。并在此基礎(chǔ)上,為了擺脫易陷入局部極值的束縛,引入遺傳

3、操作,設(shè)計混合粒子群---遺傳算法,并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,實現(xiàn)了基于混合算法的NoC路徑分配優(yōu)化設(shè)計。
　　最后,文章以十個應(yīng)用特征圖為實驗對象,選取優(yōu)化的經(jīng)驗值作為參數(shù)初始值,展開NoC路徑分配實驗。仿真實驗結(jié)果表明,文章的NoC路徑分配算法適應(yīng)2D Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的要求,不僅有效地得到了低帶寬需求、鏈路均衡的路徑分配方案,而且算法收斂速度快,能節(jié)省通訊延遲,提高NoC通訊任務(wù)的執(zhí)行效率,為多媒體等具有高帶寬和實時性要求的應(yīng)