片上網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的研究與分析.pdf

1、隨著片上系統(tǒng)(System on Chip，SoC)的不斷發(fā)展，芯片集成度越來越高，SoC設計中廣泛采用的共享總線結(jié)構(gòu)，已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)的需要，片上網(wǎng)絡(Network onChip，NoC)技術(shù)應運而生，核心思想就是將計算機網(wǎng)絡技術(shù)移植到芯片設計中來，用網(wǎng)絡取代傳統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)。
　　拓撲結(jié)構(gòu)是片上網(wǎng)絡技術(shù)研究的重要領(lǐng)域之一，片上網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了網(wǎng)絡中的通訊節(jié)點在芯片中分布和連接的方式。拓撲結(jié)構(gòu)的選擇對系統(tǒng)性能和芯片面積具有顯

2、著的影響。本文對片上網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)進行了研究，主要的工作包括如下兩個方面：
　　1.分析研究了環(huán)形、Octagon、Mesh、Torus等平面拓撲結(jié)構(gòu)，針對Octagon結(jié)構(gòu)在擴展中單點失效和布線復雜度高的缺陷，提出Octagon環(huán)形(OR)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有8m個節(jié)點，除外層環(huán)上各核連接3個相鄰節(jié)點外，內(nèi)層環(huán)上各節(jié)點均與4個相鄰節(jié)點連接。針對OR結(jié)構(gòu)的特點，設計并實現(xiàn)了基于最短路徑的路由算法。通過OPNET仿真分析表明，OR在網(wǎng)絡

3、延遲、吞吐、等方面性能良好，是一種拓撲結(jié)構(gòu)簡單、平面的、對稱的并且具有良好擴展性的拓撲結(jié)構(gòu)。
　　2.在對3D拓撲結(jié)構(gòu)的研究基礎上，提出了3D Octagon雙環(huán)拓撲結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在OR平面結(jié)構(gòu)的基礎上，參照3D Mesh各節(jié)點在垂直方向的連接方式實現(xiàn)了Octagon雙環(huán)結(jié)構(gòu)的三維擴展，有效地減少了芯片面積，本文將3D Octagon雙環(huán)結(jié)構(gòu)和3D Mesh、3D Torus結(jié)構(gòu)進行了對比仿真分析。結(jié)果表明，3D Octagon雙環(huán)