片上網(wǎng)絡(luò)容錯路由器的設(shè)計.pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)作為一種解決片上系統(tǒng)通信帶寬瓶頸的新型互連方式，已經(jīng)被廣泛地接受。性能和容錯是大規(guī)模多處理器系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計面臨的兩個主要問題。片上網(wǎng)絡(luò)為解決互連結(jié)構(gòu)的單點故障問題提供了良機，點到點(P2P)之間大量冗余的鏈路使得系統(tǒng)的重構(gòu)成為可能。然而，片上網(wǎng)絡(luò)中的某些部件出現(xiàn)故障時，網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)將由規(guī)則的轉(zhuǎn)變成非規(guī)則的，這一方面將迫使路由算法必須進行相應的調(diào)整以適應網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的改變；另一方面，使得網(wǎng)絡(luò)死鎖活鎖問題的解決變得更為棘手。不僅如

2、此，容錯實現(xiàn)技術(shù)往往是以巨大的性能降低為代價的，這使得具有容錯能力的高性能通信技術(shù)成為一個極具挑戰(zhàn)性的問題。
　　通過對國內(nèi)外容錯路由策略的研究，本文提出了一種失效模型以將失效類型的判定更加細致化，更合理的區(qū)分節(jié)點失效以及鏈路失效。基于此失效模型提出了一種基于2-Dmesh片上網(wǎng)絡(luò)的無死鎖容錯路由算法，該算法可以動態(tài)調(diào)整以適應由于單個故障節(jié)點或單向故障鏈路導致的網(wǎng)絡(luò)拓撲的改變。
　　本文在調(diào)研國內(nèi)外片上路由器研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上

3、，按照Top-Down的IC設(shè)計流程，完成了兩個適用于不同網(wǎng)絡(luò)負載的路由器設(shè)計。一個以高性能為設(shè)計目標，采用基于虛擬通道的設(shè)計方案，適用于高網(wǎng)絡(luò)負載的通信系統(tǒng)；另一個以低開銷為設(shè)計目標，采用單通道的設(shè)計方案，適用于低網(wǎng)絡(luò)負載的通信系統(tǒng)。二者均采用的蟲洞交換機制，基于Credit流控機制和Oldest-First仲裁機制，并執(zhí)行本文提出的容錯路由算法。
　　最后，本文利用周期精確的SystemC模擬器，通過對4×4的二維網(wǎng)絡(luò)進行模擬