片上網(wǎng)絡(luò)基于反饋的動(dòng)態(tài)分片與調(diào)度流控制機(jī)制的研究.pdf

1、片上系統(tǒng)（SoC）是將多個(gè)功能模塊集成到一個(gè)單一硅片上的設(shè)計(jì)方法。近年來(lái)，隨著片上系統(tǒng)集成度的不斷提高，共享總線互連模式的架構(gòu)已經(jīng)不在適用。為了解決總線結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展性和通信延遲等問(wèn)題，片上網(wǎng)絡(luò)（Noc）的架構(gòu)已經(jīng)逐漸取代總線架構(gòu)成為主流研究對(duì)象。當(dāng)給定NoC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)和路由算法，制約其性能的一大重要因素則是流控制。系統(tǒng)承受負(fù)載的能力是有限的，在應(yīng)用中，若某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生阻塞將會(huì)嚴(yán)重降低系統(tǒng)性能，甚至癱瘓，因此必須小心謹(jǐn)慎得控制注

2、入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的數(shù)量，這正是流控制所承擔(dān)的任務(wù)。
　　針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了一個(gè)新型的端對(duì)端基于反饋的流控制機(jī)制(CFB)。本文先對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)以及端對(duì)端通信進(jìn)行建模，隨后在此基礎(chǔ)上建立網(wǎng)絡(luò)擁塞等級(jí)(Congestion-Level)和注入數(shù)據(jù)量之間的函數(shù)關(guān)系，最后提出CFB流控制的發(fā)送端和接收端具體協(xié)議。
　　CFB流控制機(jī)制通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整NI發(fā)送端的數(shù)據(jù)包發(fā)送的長(zhǎng)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度數(shù)據(jù)包發(fā)送的時(shí)間間隔來(lái)保證系統(tǒng)的擁塞等級(jí)在給定的界限之

3、內(nèi)。由于端對(duì)端通信的接收端接收能力是未知，本文通過(guò)在NI接收端建立檢測(cè)機(jī)制，用于偵測(cè)通信中將造成的擁塞等級(jí)，并通過(guò)反饋控制器(FC)將接收情況的信息反饋給通信的發(fā)送端。通信發(fā)送端利用該信息進(jìn)行調(diào)節(jié)發(fā)送的數(shù)據(jù)量。本文對(duì)消息轉(zhuǎn)發(fā)中可能發(fā)生的死鎖問(wèn)題提出了二次消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，避免了消息轉(zhuǎn)發(fā)中死鎖的發(fā)生，降低了消息轉(zhuǎn)發(fā)的延遲。
　　本文在硬件層次上用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了支持CFB流控制機(jī)制的路由器，網(wǎng)絡(luò)接口和反饋控制器，并在Xilinx的FP