多路徑路由NoC重組緩存分析及優(yōu)化.pdf

1、在多路徑最短路由NoC中，需要重組緩存區(qū)來確保數(shù)據(jù)包的順序傳輸。然而，在硬件設(shè)計中，傳統(tǒng)估算法缺乏最差情形的分析，所設(shè)計的重組緩存區(qū)的面積通常比較大，導(dǎo)致不必要的面積開銷。本文基于網(wǎng)絡(luò)演算，以多路徑最短路由NoC中重組緩存為研究對象，研究最差情形性能下重組緩存的分析模型和優(yōu)化方法，最終完成硬件實現(xiàn)。主要工作如下:
　　(1)多路徑最短路由NoC重組緩存上界的分析
　　針對傳統(tǒng)經(jīng)驗法中缺乏最差情形分析導(dǎo)致不必要的面積開銷等問題

2、，提出一種多路徑最短路由NoC重組緩存上界的分析模型。基于網(wǎng)絡(luò)演算理論，建立多路徑路由NoC等效服務(wù)曲線的分析模型，推導(dǎo)出各條子流的延遲上界;進而建立位于路徑末端重組緩存的分析模型，推導(dǎo)出重組緩存上界;同時通過仿真模型和工業(yè)例子進行了實驗分析及驗證。結(jié)果表明與最差路徑相比，最優(yōu)路徑對應(yīng)的重組緩存減少了42個微片，最大改善了95.64％。對兩種映射的工業(yè)例子進行研究，結(jié)果表明與映射1相比，映射2的重組緩存減少了76個微片，最大優(yōu)化了36.

3、50％，這很大的節(jié)省了硬件設(shè)計中重組緩存資源的成本。
　　(2)多路徑最短路由NoC重組緩存上界的優(yōu)化
　　針對全遍歷方法求解重組緩存上界耗時且效率低等問題，提出一種多路徑最短路由NoC重組緩存上界的優(yōu)化方法。首先通過挑選過程和預(yù)測過程來實現(xiàn)優(yōu)化機制，并且以二維4×4網(wǎng)絡(luò)為例對優(yōu)化過程進行詳細(xì)闡述;其次通過實驗分析得到隨著沖突流的增多，沖突系數(shù)可以更好的表征重組緩存上界;隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，優(yōu)化效果更明顯，對于6×6網(wǎng)絡(luò)，相

4、比于全遍歷方法，沖突預(yù)測優(yōu)化方法計算效率提高了52倍，運行時間縮短了269分鐘。
　　(3)多路徑最短路由NoC重組緩存區(qū)的硬件實現(xiàn)
　　為了驗證分析結(jié)果的正確性，設(shè)計重組緩存區(qū)的硬件模型，并對重組緩存區(qū)的面積和功耗進行評估。首先給出通過查找表實現(xiàn)的重組緩存區(qū)的硬件模型，然后給出了整體的測試機制，包括流量發(fā)生器，路由節(jié)點互聯(lián)而成的網(wǎng)絡(luò)以及重組緩存模塊。最后通過實驗得出分析與仿真結(jié)果的對比，驗證了分析結(jié)果的正確性，同時分析了趨