專用三維片上網(wǎng)絡拓撲生成與布圖規(guī)劃.pdf

1、片上網(wǎng)絡(Network-on-Chip，NoC)是一種全新的以通信為中心的片上互連結構，具有高帶寬、可擴展和低功耗的顯著優(yōu)勢，是解決復雜片上系統(tǒng)（System on Chip，SoC）全局互連與通信問題的有效方案。隨著三維集成電路技術的興起，使得片上網(wǎng)絡從二維向三維擴展成為可能，三維片上網(wǎng)絡的出現(xiàn)進一步提高了系統(tǒng)的性能。論文結合NoC設計特定性的特點，對三維NoC設計中拓撲生成與布圖規(guī)劃這個關鍵問題展開研究。
　　論文將三維No

2、C拓撲生成與布圖規(guī)劃問題劃分為三個層次，包括IP核分層與布局、路由器和網(wǎng)絡接口的插入與合并以及路由路徑分配，以此為不同應用生成優(yōu)化的拓撲結構，并確定各模塊在芯片上的最優(yōu)布局位置。首先針對不同應用IP核之間的通信關系和尺寸信息，提出一種基于B*-tree結構的IP核分層與布局方法，將IP核劃分到三維結構中的不同層上，并實現(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)絡接口的面積開銷，提出一種基于遺傳算法的求解模型，確定路由器和網(wǎng)絡接

3、口的最佳插入位置，進一步考慮層間TSV布局數(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，為特定應用的每條通信蹤跡生成確定的、無死鎖的最短路由路徑，同時保證網(wǎng)絡鏈路負載均衡，以此生成路由器互連結構。采用多組多媒體測試應用驗證了所提方法的有效性，應用本文方法所生成的三維NoC結構與隨機的生成結構相比，平均降低了32.5％的互連功耗和3.6%的芯片面積。
　　論文還進