片上網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)路由器的設(shè)計(jì).pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)作為一種解決片上系統(tǒng)通信帶寬瓶頸的新型互連方式，已經(jīng)被廣泛地接受。性能和容錯(cuò)是大規(guī)模多處理器系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)面臨的兩個(gè)主要問(wèn)題。片上網(wǎng)絡(luò)為解決互連結(jié)構(gòu)的單點(diǎn)故障問(wèn)題提供了良機(jī)，點(diǎn)到點(diǎn)(P2P)之間大量冗余的鏈路使得系統(tǒng)的重構(gòu)成為可能。然而，片上網(wǎng)絡(luò)中的某些部件出現(xiàn)故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將由規(guī)則的轉(zhuǎn)變成非規(guī)則的，這一方面將迫使路由算法必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變；另一方面，使得網(wǎng)絡(luò)死鎖活鎖問(wèn)題的解決變得更為棘手。不僅如

2、此，容錯(cuò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)往往是以巨大的性能降低為代價(jià)的，這使得具有容錯(cuò)能力的高性能通信技術(shù)成為一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。
　　通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外容錯(cuò)路由策略的研究，本文提出了一種失效模型以將失效類型的判定更加細(xì)致化，更合理的區(qū)分節(jié)點(diǎn)失效以及鏈路失效?；诖耸Ｐ吞岢隽艘环N基于2-Dmesh片上網(wǎng)絡(luò)的無(wú)死鎖容錯(cuò)路由算法，該算法可以動(dòng)態(tài)調(diào)整以適應(yīng)由于單個(gè)故障節(jié)點(diǎn)或單向故障鏈路導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖儭?br>　　本文在調(diào)研國(guó)內(nèi)外片上路由器研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上

3、，按照Top-Down的IC設(shè)計(jì)流程，完成了兩個(gè)適用于不同網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的路由器設(shè)計(jì)。一個(gè)以高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用基于虛擬通道的設(shè)計(jì)方案，適用于高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的通信系統(tǒng)；另一個(gè)以低開(kāi)銷為設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用單通道的設(shè)計(jì)方案，適用于低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的通信系統(tǒng)。二者均采用的蟲(chóng)洞交換機(jī)制，基于Credit流控機(jī)制和Oldest-First仲裁機(jī)制，并執(zhí)行本文提出的容錯(cuò)路由算法。
　　最后，本文利用周期精確的SystemC模擬器，通過(guò)對(duì)4×4的二維網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬