片上網(wǎng)絡(luò)路由算法的高性能硬件實(shí)現(xiàn)方法.pdf

1、目前多核片上系統(tǒng)(MPSoCs)已經(jīng)成為一種新的趨勢,為高性能嵌入式系統(tǒng)提供了很有前景的解決方案。其核心難題是如何提高通信效率。由于片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)的可擴(kuò)展性和功率利用率,NoC已經(jīng)被認(rèn)為是下一代通信結(jié)構(gòu)的典范。目前為止對于不同的NoC路由算法已經(jīng)有很多的理論性研究,但是僅僅有很少的基于NoC路由算法的研究被硬件實(shí)現(xiàn)。
　　 在傳統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)方法中(Destination-tag法),所有的路由信息包括每一步驟都被存儲到信息包

2、的頭中以至包的長度很長,這導(dǎo)致了NoC的信息延遲很大,吞吐量很小而且功耗很大。在這篇文章中,我們提出了一個高性能NoC路由算法的硬件實(shí)現(xiàn)方法。在數(shù)據(jù)包的包頭部分僅僅儲存了目的節(jié)點(diǎn)地址,削減了數(shù)據(jù)包中冗余的路由信息,使得數(shù)據(jù)包的長度變小。路由器每一個端口的swich分配器被重新設(shè)計(jì),一些冗余部分被刪減。數(shù)據(jù)包的格式為了適應(yīng)新的方法而做了一些調(diào)整。這種新的方法可以減小包信息的長度并簡化路由結(jié)構(gòu)達(dá)到大大減少延遲和功耗、增加吞吐量的目的。

3、>　　 我們提出的這些原型已經(jīng)映射到了Altera StratixⅡ FPGA裝置上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示提出的新方法使用了比傳統(tǒng)方法更少的資源,特別是在ALUT的使用上。并且這種利用資源少的優(yōu)點(diǎn)不僅僅局限在一種路由算法的實(shí)現(xiàn)上。X-Y路由算法,WestFirst路由算法,NorthLast路由算法和NegativeFirst路由算法,它們的資源使用量都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于的傳統(tǒng)方法的資源使用量的,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示新的實(shí)現(xiàn)方法減小包的長度,簡化路由器結(jié)構(gòu),