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文檔簡介
1、片上網(wǎng)絡作為解決復雜SoC中全局通信問題的一種全新方案,一方面得到越來越多的研究機構的重視,另一方面面臨著巨大的設計挑戰(zhàn)。因為它既具有許多不同于傳統(tǒng)片外網(wǎng)絡的特點,也有不同于傳統(tǒng)片上總線的獨特之處。片上網(wǎng)絡體系結構中路由器的設計是其中研究的一個非常重要的方面。
本文在了解了國內(nèi)外在該領域研究現(xiàn)狀及相關研究方向的最新進展的基礎上,制定了本課題支持多路由算法的片上網(wǎng)絡路由器的設計和非規(guī)則2Dmesh拓撲結構下的路由器的解決方案的整
2、體架構以及實現(xiàn)機制,主要包括拓撲結構,路由算法,交換機制,數(shù)據(jù)包格式,緩存策略,流控機制和仲裁機制等問題。
在深入理解片上網(wǎng)絡路由器相關理論的基礎上,按照Top-Down的IC設計流程,本文完成了一個高性能、低延遲片上網(wǎng)絡路由器(MixRouter)的設計及RTL級實現(xiàn),同時完成了在非規(guī)則2Dmesh拓撲結構下的片上網(wǎng)絡的路由解決方案。MixRouter在2Dmesh拓撲結構下,支持自適應和確定式路由算法的自動切換,采用了蟲孔
3、交換機制、輸出虛擬排隊策略、基于Credit的流控機制和Round-Robin的仲裁機制,路由器整個操作為兩級流水,很好地降低了數(shù)據(jù)包發(fā)送的網(wǎng)絡延遲。非規(guī)則2Dmesh拓撲結構下的解決方案,通過借用片外網(wǎng)絡解決非規(guī)則拓撲結構的路由表思想與確定式路由算法相結合完成。路由表采用迪杰斯特拉算法實現(xiàn),可以完成規(guī)則與不規(guī)則的任意網(wǎng)絡拓撲結構下的路由表的生成,并考慮非規(guī)則拓撲結構的特點和非規(guī)則片上網(wǎng)絡的實現(xiàn)成本,通過一定的機制復用已有的路由表,盡量
4、減少路由表。為了驗證上述方案的正確性,本文設計了一種路由表與確定式路由算法相結合的路由器(IrreRouter),并完成其RTL建模。該路由器除了采用上述的仲裁機制、緩存策略等機制外,并通過換象限機制有效的解決了非規(guī)則拓撲結構下的路徑缺失引起的繞道路由問題。
最后,本文利用一個已有的性能評估環(huán)境,提取并分析了MixRouter的網(wǎng)絡性能數(shù)據(jù),同時與本文另外設計的兩個路由器作了性能比較。非規(guī)則路由器完成了性能評估,與全路由表路由
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