3D NoC中故障感知的高可靠路由器容錯技術研究.pdf

1、三維片上網絡結合了垂直互連技術所帶來的優(yōu)勢和片上網絡所具有的可擴展性的優(yōu)點,大大的降低了功耗,提高了系統(tǒng)的性能。但是隨著集成電路中晶體管特征尺寸接近原子量級,晶體管面臨著工藝不穩(wěn)定性、電子遷移、電介質擊穿、熱載流子注入、負偏壓溫度不穩(wěn)定性、宇宙輻射線照射等引起的可靠性問題,集成電路的可靠性面臨巨大的挑戰(zhàn),容易造成三維片上網絡中路由器發(fā)生故障,因此本論文將對由此而引出的輸入緩存故障與交叉開關故障的容錯解決方案及關鍵技術展開深入系統(tǒng)的研究。

2、論文主要工作如下:
　　(1)簡述了集成電路的發(fā)展以及2D NoC和3D NoC的研究背景,對一些常見的2D NoC和3D NoC拓撲結構、虛通道技術、路由器的基本組成結構以及NoC的相關容錯基礎知識進行了介紹。
　　(2)為了解決3D NoC架構中路由器內部故障問題,提出一種柔性可配置的高可靠路由器架構,將每個輸入端口和兩個相鄰的輸入緩存(Buffer)進行級聯(lián),每條輸入鏈路和兩個相鄰的輸入緩存相連。通過建模,根據(jù)具體的故

3、障和擁塞情況,選擇合適的輸入緩存路徑,實現(xiàn)部分緩存的共享。這種柔性可配置設計不僅能夠很好的解決路由器內部故障,還能夠緩解網絡的負載壓力,保證整個網絡的高可靠性及高性能。
　　(3)研究和分析了用于降低網絡時延的VOQ架構,提出一種故障感知的VOQ路由器改進架構。通過在輸入端口中增加冗余虛通道和修改交叉開關架構來進行容錯。當某個虛通道出現(xiàn)故障或者流量擁塞時,可以使用冗余虛通道進行數(shù)據(jù)傳輸;修改后的交叉開關可以在出現(xiàn)故障時保證數(shù)據(jù)的正