基于片上網(wǎng)絡(luò)的能量有效路由算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著超大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)的發(fā)展和芯片單元的成倍增長(zhǎng)，為了支持新的內(nèi)部單元之間的通信需求，片上通信方案被越來(lái)越多的研究。傳統(tǒng)的基于共享總線連結(jié)和單元之間專用連線的解決方法，因?yàn)槊媾R著小型化瓶頸，不再適合使用微米技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在的芯片設(shè)計(jì)更多的是使用復(fù)雜的多層和分段互連總線。片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被認(rèn)為可以有效解決芯片模塊間的全局互連問(wèn)題，未來(lái)的芯片設(shè)計(jì)會(huì)更多地使用由鏈路、路由器以及相應(yīng)的通訊協(xié)議所組成的成熟的片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。本文主要研究在

2、能耗約束條件下，片上網(wǎng)絡(luò)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的路由技術(shù)。在VLSI中最重要的問(wèn)題是降低功耗和提高性能，路由技術(shù)的設(shè)計(jì)不可避免地受到這兩方面因素的影響。論文首先分析已有的通訊功耗模型，指出原有模型并未充分考慮網(wǎng)絡(luò)實(shí)際通訊狀況，不能準(zhǔn)確反映通訊過(guò)程中的能量消耗；然后在已有模型的基礎(chǔ)上引入對(duì)系統(tǒng)功耗有著巨大影響的通訊時(shí)延，建立了新的更能準(zhǔn)確反映實(shí)際通訊情況的通訊功耗模型，從而使得對(duì)NoC的功耗分析更精確。在二維規(guī)則mesh網(wǎng)絡(luò)中，原有的路由算法主要

3、是確定性路由，本文在研究現(xiàn)有最短路徑算法的基礎(chǔ)上，綜合考慮傳輸數(shù)據(jù)相關(guān)性、資源節(jié)點(diǎn)通訊狀況和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，提出了基于最短路徑的自適應(yīng)預(yù)測(cè)競(jìng)爭(zhēng)的路由算法(SP-Based Contention-look-ahead Routing Algorithm)。算法根據(jù)資源節(jié)點(diǎn)間的通訊狀況和通訊任務(wù)的時(shí)間先后順序分配路由路徑，并在網(wǎng)絡(luò)實(shí)際傳輸時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而使通道利用率更加均衡，節(jié)點(diǎn)間的通訊時(shí)間最短，系統(tǒng)功耗最小，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了算法的優(yōu)