面向暗硅的片上網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與映射方法研究.pdf

1、最新集成電路設(shè)計(jì)發(fā)展中出現(xiàn)了暗硅問(wèn)題，即為了維持多核系統(tǒng)性能而不超過(guò)散熱設(shè)計(jì)功耗，部分核需要處于關(guān)閉狀態(tài)或者不能持續(xù)長(zhǎng)的運(yùn)行周期，如此為多核系統(tǒng)的通信架構(gòu)片上網(wǎng)絡(luò)（Network-on-chip,NoC）設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。論文針對(duì)面向暗硅問(wèn)題的片上網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和映射方法展開(kāi)研究。
　　論文首先提出了一種基于分布式管理單元的NoC架構(gòu)，該架構(gòu)以分布式管理單元和多模式路由器為關(guān)鍵組件，根據(jù)不同的應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)應(yīng)用任務(wù)在處理器單元PE上的映

2、射，并管理路由器在正常、直通與關(guān)閉模式間有效切換，從而降低系統(tǒng)功耗開(kāi)銷。進(jìn)一步，論文還考慮了分布式管理單元的數(shù)目以及布局對(duì)系統(tǒng)通信功耗與延時(shí)的影響，提出了一種基于遺傳算法的分布式管理單元優(yōu)化布局方法。該方法生成的布局結(jié)果與常用的布局情況相比，可節(jié)省平均15.26％的通信功耗和26.36%網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。
　　基于該NoC架構(gòu)，提出了一種功耗優(yōu)化的動(dòng)態(tài)映射算法，包含區(qū)域協(xié)商與基于簇的應(yīng)用映射兩個(gè)步驟，以優(yōu)化應(yīng)用通信功耗為目標(biāo)，動(dòng)態(tài)地為多個(gè)

3、應(yīng)用分配處理器單元。采用多組多媒體應(yīng)用驗(yàn)證了所提算法的有效性，相比常用的動(dòng)態(tài)映射算法NN算法和Tree算法，最高可分別平均節(jié)省20.6%和24.8%的通信功耗，同時(shí)，可分別降低13%和16.67%的通信延時(shí)。
　　針對(duì)多個(gè)應(yīng)用動(dòng)態(tài)映射后形成的不規(guī)則區(qū)域，提出了一種不規(guī)則區(qū)域路由算法。該算法基于鄰接點(diǎn)狀態(tài)表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包在不規(guī)則區(qū)域內(nèi)路由，能夠避讓關(guān)閉模式的路由器，且能夠利用直通模式路由器形成的開(kāi)關(guān)連接路由，從而降低節(jié)點(diǎn)間的通信距離。實(shí)