三維片上網(wǎng)絡(luò)中路由器輸入端口容錯(cuò)技術(shù)研究.pdf

1、三維片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了片上網(wǎng)絡(luò)具有的良好可擴(kuò)展性和基于TSV垂直互連的三維封裝技術(shù)的各自優(yōu)勢,極大地提高了片上系統(tǒng)的性能,降低了功耗。但是深亞微米工藝下,路由器受制于制造缺陷及運(yùn)行時(shí)的脆弱性,輸入端口易發(fā)生永久性故障,從而引起通信故障,影響系統(tǒng)功能和性能。因此本文對由此而引起的路由器輸入端口故障問題展開深入系統(tǒng)的研究。論文主要工作如下:
　　(1)闡述了集成電路的發(fā)展、三維片上網(wǎng)絡(luò)的研究背景及芯片的故障類型。對常見的2D NoC和3D

2、 NoC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及片上網(wǎng)絡(luò)中常見的容錯(cuò)方法進(jìn)行了介紹。
　　(2)針對路由器輸入端口和交叉開關(guān)故障,本文提出了一種故障及擁塞感知的容錯(cuò)路由器。通過增加一個(gè)冗余的輸入端口和旁路總線,不僅能實(shí)現(xiàn)對輸入端口和交叉開關(guān)容錯(cuò)的目的,而且還能在沒有端口故障的情況下使用冗余端口有效地解決擁塞問題。實(shí)驗(yàn)表明此容錯(cuò)機(jī)制能夠使得網(wǎng)絡(luò)在故障路由器多、擁塞嚴(yán)重的情況下,仍然保持良好性能。
　　(3)為了能夠有效地容忍虛通道故障、保證系統(tǒng)性能同時(shí)又能

3、充分利用可用資源,將虛通道故障類型細(xì)分為粗粒度故障和細(xì)粒度故障,提出 SVS路由器(Single Virtual Channel Sharing Router)架構(gòu),通過將路由器端口兩兩分組,組內(nèi)端口間實(shí)現(xiàn)單虛通道共享。當(dāng)發(fā)生虛通道粗粒度故障時(shí),使用組內(nèi)相鄰端口共享虛通道容錯(cuò)。當(dāng)發(fā)生細(xì)粒度故障時(shí),根據(jù)Slot State Table信息配置虛通道讀/寫指針的值,從而跳過故障 Buffer槽實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)。在無粗粒度故障情況下,共享虛通道還可用