基于NoC模擬器的片上網(wǎng)絡的性能研究.pdf

1、H錄目錄s:?I—^?inAbstract?IV第一章緒論?1l.i片上系統(tǒng)?11.2片上網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀?41.3本文的研究背景和結構安排?7第二章片上網(wǎng)絡模擬器?112.1片上網(wǎng)絡模擬器?112.1.1解析模型?122.1.2NoC模擬器?132.2幾種常見的片上網(wǎng)絡模擬器?172.2.1?Nirgam模擬器?172.2.2?FIST模擬器?182.3片上網(wǎng)絡模擬器Wmsim?192.4支持虛擬通道的片上網(wǎng)絡模擬器Vwmsim?25第

2、三章虛擬通道對網(wǎng)絡性能的影響?303.1單通道大小對網(wǎng)絡性能的影響?303.1.1不同數(shù)據(jù)包注入率對吞吐率和延遲的影響分析?303.1.2不同數(shù)據(jù)包大小對吞吐率和延遲的影響分析?333.2虛擬通道個數(shù)對網(wǎng)絡性能的影響?363.21不同數(shù)據(jù)包注入率對吞吐率和延遲的影響分析?363.22不同數(shù)據(jù)包大小對吞吐率和延遲的影響分析?38第四章固定資源的寄存器資源對網(wǎng)絡性能的影響?414.1虛擬通道個數(shù)的設置對網(wǎng)絡性能的影響?414.1.1隨機實例

3、的模擬?414.1.2多個應用實例網(wǎng)絡性能的模擬?434.2數(shù)據(jù)包大小的設計對網(wǎng)絡性能的影響?444.3誠?47I摘要摘要目前，片上網(wǎng)絡（NetwkonChip)結構是片上系統(tǒng)（SystemonChip)所應用的主流通信結構。與其他傳統(tǒng)的通信結構，例如總線結構相比，片上網(wǎng)絡的拓撲結構簡單且規(guī)則，處理模塊和存儲模塊的可重用性好、設計參數(shù)的可預測性、集成度的可擴展性，通信的并發(fā)性，適合應用于尺寸不斷減小的集成電路中數(shù)據(jù)的通信。當數(shù)據(jù)在應用這

4、種結構的通信網(wǎng)絡中傳輸時，通信網(wǎng)絡能夠保證較高的數(shù)據(jù)吞吐率和較低的網(wǎng)絡延遲，同時不會造成由于大量數(shù)據(jù)傳輸所帶來的過多能量損耗。片上網(wǎng)絡雖然作為目前的片上系統(tǒng)的最佳數(shù)據(jù)通信結構，但對片上網(wǎng)絡的研究是在最近的十幾年中才開始進行，因此，有許多關于片上網(wǎng)絡設計的問題還有待解決。針對當前的片上網(wǎng)絡結構并沒有發(fā)展到十分完善的地步，仍然有很多地方值得探索和改進，有很多大學和科研機構一直在不遺余力的研究片上網(wǎng)絡結構，提出新的優(yōu)化方案，改進現(xiàn)有片上網(wǎng)絡結

5、構的種種缺陷，提高片上網(wǎng)絡的性能指標并減小設計片上網(wǎng)絡的硬件開銷。使用片上網(wǎng)絡模擬器對片上網(wǎng)絡進行虛擬仿真是一種主流的研究片上網(wǎng)絡結構的方法之一，片上網(wǎng)絡模擬器能夠周期準確地模擬真實的片上網(wǎng)絡在一定的周期下的數(shù)據(jù)傳輸狀況，記錄某時刻網(wǎng)絡中某個通信通道的數(shù)據(jù)包屬性或者某個通信通道的堵塞狀況，研究人員能夠從中找到找出這些問題的原因，從而能夠提出解決方案來優(yōu)化網(wǎng)路。本文針對片上網(wǎng)絡中所使用的虛擬通道，這一能夠解決網(wǎng)絡死鎖問題、提高網(wǎng)絡性能的技

6、術，使用了周期準確的片上網(wǎng)絡模擬器仿真具有虛擬通道的片上網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸過程，記錄并統(tǒng)計了在固定的周期內，片上網(wǎng)絡的平均數(shù)據(jù)吞吐率和一個數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡上傳輸?shù)钠骄訒r，并和單通道的網(wǎng)絡傳輸性能作比較。接下來通過增加虛擬通道的個數(shù)，在相同硬件資源，不同的數(shù)據(jù)包注入率和數(shù)據(jù)包大小的條件下，進行片上網(wǎng)絡的性能仿真，通過比較這些仿真結果的優(yōu)劣，找出最佳的片上網(wǎng)絡的虛擬通道的設計方案以滿足網(wǎng)絡的性能要求。同時，評估并設計了在虛擬通道最佳設計方案中所傳