面向應用的可重構片上網(wǎng)絡設計與實現(xiàn).pdf

1、基于片上總線的SoC設計存在全局時鐘難以同步、可擴展性和可重用性較差、通訊效率較低等問題，嚴重制約了集成在單芯片上的IP核規(guī)模和系統(tǒng)性能。片上網(wǎng)絡NoC是將分布式計算網(wǎng)絡的思想用于復雜的SoC設計，能夠實現(xiàn)高效互連并解決SoC的通信問題。然而，傳統(tǒng)片上網(wǎng)絡難以適應復雜應用通信多樣性的需求，易發(fā)生網(wǎng)絡擁塞現(xiàn)象，數(shù)據(jù)傳輸和通信能力有限。相比之下，可重構片上網(wǎng)絡具有更好的靈活性和可配置性，當網(wǎng)絡中出現(xiàn)擁塞或發(fā)生故障時，它可以靜態(tài)或者動態(tài)地重構

2、片上網(wǎng)絡的拓撲結構、路由器結構或者鏈路方向等,以緩和擁塞或解決故障，提高片上網(wǎng)絡的通信能力。
　　本文提出一種新的面向應用的可重構片上網(wǎng)絡 AORNoC，針對不同應用，提供一種全局優(yōu)化的路徑配置，減少網(wǎng)絡擁塞度。本方案將傳統(tǒng)片上網(wǎng)絡中的計算邏輯和控制邏輯分離，以軟件形式實現(xiàn)全局路徑分配算法，在通信任務圖映射到片上網(wǎng)絡的拓撲結構上后，采用該算法并利用映射所生成的完整地址信息來實現(xiàn)網(wǎng)絡的路徑預計算功能。計算結果轉換為編碼形式配置給各個

3、路由器或通信控制器，以此建立起其各輸入輸出端口之間的對應連接關系，從而完成片上網(wǎng)絡通信路徑分配。另外，通過動態(tài)重構路由器的編碼信息，可以針對不同應用實現(xiàn)高效路徑分配。全局路徑分配算法是在自適應轉彎模型上加入多向協(xié)商控制算法來降低全局路徑擁塞度，同時為每個源節(jié)點設置一組可行注入方向集合，該集合包含源數(shù)據(jù)初始注入方向和備選注入方向兩種元素，可以增大路徑分配的多樣性。本文實現(xiàn)的路由器和通信控制器結構均與其傳統(tǒng)結構不同，以編碼信息配置模塊替代了

4、傳統(tǒng)的路由計算單元，從輸入端口進來的微片可以直接從該模塊中獲取相應的輸出信息。
　　本文分別基于2D Mesh和SRNoC拓撲結構搭建了4×4和8×8兩種規(guī)模的AORNoC，并采用基于開環(huán)互連網(wǎng)絡測量方式的性能評測平臺對AORNoC進行性能評測，并將其結果與傳統(tǒng)片上網(wǎng)絡進行了對比。結果表明，AORNoC具有更好的延遲特性和更少的面積開銷，在transpose1、transpose2、bit-reversal、shuffle、but