專(zhuān)用三維片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖膳c布圖規(guī)劃.pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)(Network-on-Chip，NoC)是一種全新的以通信為中心的片上互連結(jié)構(gòu)，具有高帶寬、可擴(kuò)展和低功耗的顯著優(yōu)勢(shì)，是解決復(fù)雜片上系統(tǒng)（System on Chip，SoC）全局互連與通信問(wèn)題的有效方案。隨著三維集成電路技術(shù)的興起，使得片上網(wǎng)絡(luò)從二維向三維擴(kuò)展成為可能，三維片上網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的性能。論文結(jié)合NoC設(shè)計(jì)特定性的特點(diǎn)，對(duì)三維NoC設(shè)計(jì)中拓?fù)渖膳c布圖規(guī)劃這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)研究。
　　論文將三維No

2、C拓?fù)渖膳c布圖規(guī)劃問(wèn)題劃分為三個(gè)層次，包括IP核分層與布局、路由器和網(wǎng)絡(luò)接口的插入與合并以及路由路徑分配，以此為不同應(yīng)用生成優(yōu)化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并確定各模塊在芯片上的最優(yōu)布局位置。首先針對(duì)不同應(yīng)用IP核之間的通信關(guān)系和尺寸信息，提出一種基于B*-tree結(jié)構(gòu)的IP核分層與布局方法，將IP核劃分到三維結(jié)構(gòu)中的不同層上，并實(shí)現(xiàn)IP核在每一水平層上的最優(yōu)布局。其次考慮路由器和網(wǎng)絡(luò)接口的面積開(kāi)銷(xiāo)，提出一種基于遺傳算法的求解模型，確定路由器和網(wǎng)絡(luò)接

3、口的最佳插入位置，進(jìn)一步考慮層間TSV布局?jǐn)?shù)目的約束，提出路由器合并算法，使互連功耗和面積更優(yōu)。最后提出基于Dijkstra算法和TP約束的路由路徑分配方法，為特定應(yīng)用的每條通信蹤跡生成確定的、無(wú)死鎖的最短路由路徑，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)鏈路負(fù)載均衡，以此生成路由器互連結(jié)構(gòu)。采用多組多媒體測(cè)試應(yīng)用驗(yàn)證了所提方法的有效性，應(yīng)用本文方法所生成的三維NoC結(jié)構(gòu)與隨機(jī)的生成結(jié)構(gòu)相比，平均降低了32.5％的互連功耗和3.6%的芯片面積。
　　論文還進(jìn)