支持多路由算法路由器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其性能評(píng)測(cè).pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)作為解決復(fù)雜SoC中全局通信問(wèn)題的一種全新方案，一方面得到越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)的重視，另一方面面臨著巨大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。因?yàn)樗染哂性S多不同于傳統(tǒng)片外網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，也有不同于傳統(tǒng)片上總線的獨(dú)特之處。片上網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中路由器的設(shè)計(jì)是其中研究的一個(gè)非常重要的方面。
　　本文在了解了國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀及相關(guān)研究方向的最新進(jìn)展的基礎(chǔ)上，制定了本課題支持多路由算法的片上網(wǎng)絡(luò)路由器的設(shè)計(jì)和非規(guī)則2Dmesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的路由器的解決方案的整

2、體架構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)機(jī)制，主要包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，路由算法，交換機(jī)制，數(shù)據(jù)包格式，緩存策略，流控機(jī)制和仲裁機(jī)制等問(wèn)題。
　　在深入理解片上網(wǎng)絡(luò)路由器相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，按照Top-Down的IC設(shè)計(jì)流程，本文完成了一個(gè)高性能、低延遲片上網(wǎng)絡(luò)路由器（MixRouter）的設(shè)計(jì)及RTL級(jí)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)完成了在非規(guī)則2Dmesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的片上網(wǎng)絡(luò)的路由解決方案。MixRouter在2Dmesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，支持自適應(yīng)和確定式路由算法的自動(dòng)切換，采用了蟲(chóng)孔

3、交換機(jī)制、輸出虛擬排隊(duì)策略、基于Credit的流控機(jī)制和Round-Robin的仲裁機(jī)制，路由器整個(gè)操作為兩級(jí)流水，很好地降低了數(shù)據(jù)包發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)延遲。非規(guī)則2Dmesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的解決方案，通過(guò)借用片外網(wǎng)絡(luò)解決非規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的路由表思想與確定式路由算法相結(jié)合完成。路由表采用迪杰斯特拉算法實(shí)現(xiàn)，可以完成規(guī)則與不規(guī)則的任意網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的路由表的生成，并考慮非規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和非規(guī)則片上網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)成本，通過(guò)一定的機(jī)制復(fù)用已有的路由表，盡量

4、減少路由表。為了驗(yàn)證上述方案的正確性，本文設(shè)計(jì)了一種路由表與確定式路由算法相結(jié)合的路由器（IrreRouter），并完成其RTL建模。該路由器除了采用上述的仲裁機(jī)制、緩存策略等機(jī)制外，并通過(guò)換象限機(jī)制有效的解決了非規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的路徑缺失引起的繞道路由問(wèn)題。
　　最后，本文利用一個(gè)已有的性能評(píng)估環(huán)境，提取并分析了MixRouter的網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，同時(shí)與本文另外設(shè)計(jì)的兩個(gè)路由器作了性能比較。非規(guī)則路由器完成了性能評(píng)估，與全路由表路由