多路徑最短路由NoC的網(wǎng)絡演算模型及性能優(yōu)化.pdf

1、片上網(wǎng)絡技術(NoC)日趨成熟，并已開始逐步應用于產(chǎn)業(yè)界。NoC最差情形性能評估是NoC設計的重要指標，然而對其進行的研究工作相比對NoC平均性能的研究來說卻較少。了解NoC的最差情形性能有利于設計者清楚片上網(wǎng)絡的性能邊界，增強設計信心。本文以網(wǎng)絡演算為基礎，以多路徑最短路由NoC中最差情形延遲上界為研究對象，建立最差情形性能下的延遲上界分析模型，構建片上沖突預測機制，并提出優(yōu)化策略對最差情形延遲上界進行優(yōu)化。主要工作如下:
　　

2、(1)多出口聚集流分析模型
　　針對現(xiàn)有Fidler分析模型對網(wǎng)絡最差情形延遲上界計算不夠準確的問題，利用單出口聚集流分析模型在求解等價服務曲線時處理自由參量的特點，本文構建基于網(wǎng)絡演算的多出口聚集流分析模型，使得求解過程更加方便，求解結果同仿真結果之間的差值相對Fidler模型平均優(yōu)化達72.2％。
　　(2)描述片上網(wǎng)絡沖突情況
　　針對片上網(wǎng)絡沖突情況復雜問題，本文構建沖突矩陣來描述網(wǎng)絡中業(yè)務流之間的沖突信息，該

3、沖突矩陣中元素包含沖突業(yè)務流的流量特性以及其拆分情況。沖突矩陣可以清楚的表明目標業(yè)務流在各個路由節(jié)點的沖突情況。在清楚網(wǎng)絡沖突情況后，可以得到目標業(yè)務流每條子路徑上的沖突大小。
　　(3)電阻非均勻拆分策略
　　針對多路徑路由片上網(wǎng)絡擁塞嚴重的問題，本文提出了電阻非均勻拆分策略。首先使用沖突矩陣得到各子業(yè)務流路徑?jīng)_突系數(shù)大小，描述路徑?jīng)_突大小的沖突系數(shù)可以看作該路徑的“電阻”，然后類比并聯(lián)電路電流分配方法，提出電阻非均勻拆分

4、策略來進行目標業(yè)務流的流量分配。以此來將大部分數(shù)據(jù)流發(fā)往沖突較小的路徑，小部分數(shù)據(jù)流發(fā)往沖突較大的路徑，從而均衡負載和優(yōu)化最差情形延遲上界。采用該策略相對均勻拆分的多路徑路由片上網(wǎng)絡在延遲上界方面有平均5％的優(yōu)化。
　　(4)基于Verilog的RTL級仿真平臺
　　針對現(xiàn)有仿真平臺無法實現(xiàn)電阻非均勻拆分策略的問題，本文搭建了基于Verilog的RTL級仿真平臺，該仿真平臺將電阻非均勻拆分模塊封裝在一個離線控制核中，并使用該