片上網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)VOQ路由器設(shè)計(jì)及頭阻塞問(wèn)題研究.pdf

1、受片上資源的限制，片上網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，擁塞管理即是其中之一，然而擁塞本身并不是難題，影響惡劣的是由擁塞帶來(lái)的頭阻塞問(wèn)題，只有完全消除頭阻塞的影響，網(wǎng)絡(luò)的性能才有保障。因此，本文針對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)面臨的頭阻塞問(wèn)題，從降低頭阻塞出現(xiàn)的可能性和消除頭阻塞的影響兩方面進(jìn)行相關(guān)研究。論文主要工作如下:
　　(1)針對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)的擁塞問(wèn)題進(jìn)行管理，從源頭上降低頭阻塞發(fā)生的可能性，本文設(shè)計(jì)了自適應(yīng)VOQ路由器架構(gòu)。在輸入緩沖區(qū)將去往不同輸出

2、方向的數(shù)據(jù)包分開放置，消除第一類頭阻塞的影響，通過(guò)使用頭微片順帶傳播的機(jī)制，在路由計(jì)算模塊依據(jù)擁塞狀況自適應(yīng)地選擇輸出方向，在硬件上實(shí)現(xiàn)了VOQ架構(gòu)下的自適應(yīng)路由。VOQ的機(jī)制、自適應(yīng)路由數(shù)據(jù)包，兩者共同作用，可以大大降低片上網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)頭阻塞的可能性。
　　(2)針對(duì)VOQ機(jī)制下片上網(wǎng)絡(luò)中仍存在的頭阻塞問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了頭阻塞可消除的VOQ路由器。保持VOQ機(jī)制的特性不變，設(shè)計(jì)了混合結(jié)構(gòu)的雙向先進(jìn)先出隊(duì)列，自適應(yīng)地讀取單個(gè)隊(duì)列中的數(shù)

3、據(jù)包，選擇下游路徑不擁塞的流量?jī)?yōu)先進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)流通。下游路徑的擁塞狀況信息使用頭微片順帶傳輸?shù)臋C(jī)制傳播，通過(guò)創(chuàng)新交叉開關(guān)仲裁模塊，在不增加流水階段的情況下，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)讀取數(shù)據(jù)包。VOQ的機(jī)制、自適應(yīng)讀取單隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包，兩者共同作用，可以消除片上網(wǎng)絡(luò)中頭阻塞問(wèn)題的惡劣影響。
　　(3)實(shí)驗(yàn)仿真分析基于混合雙向隊(duì)列的自適應(yīng)VOQ路由器的網(wǎng)絡(luò)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在可接受的面積和功耗開銷下，相較于基準(zhǔn)的虛通道路由器和傳統(tǒng)的VOQ路由器，本文