无缓存片上网络路由算法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文无缓存片上网络路由算法研究硕士研究生：张明涛指导教师：姚爱红副教授学科、专业：计算机应用技术论文主审人：张国印教授哈尔滨工程大学2013年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文无缓存片上网络路由算法研究硕士研究生：张明涛指导教师：姚爱红副教授学位级别：工学硕士学科、专业：计算机应用技术所在单位：计算机科学与技术学院论文提交日期：2012年12月论文答辩日期：2013年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex：U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchonRouti

2、ngAlgorithmsforBufferlessNetworkonChipCandidate：ZhangMingtaoSupervisor：AssociateProf.YaoAihongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ComputerAppliedTechnologyDateofSubmission：December,2012DateofOralExamination：March,2013University：HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本

3、论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行

4、检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日无缓存片上网络路由算法研究摘要伴随着集成电路的发展，单芯片集成的IP核越来越多，芯片从以计算为中心开始向以通讯为中心转移，形成了新的集成电路体系结构，即片上网络系统（Network-on-Chip,NoC）。当前关于片上网络的研究多数是

5、基于有缓存的路由，但是缓存增加了芯片的面积开销和能耗，本文研究了无缓存NoC的拓扑结构和路由算法，提出了改进的无缓存NoC路由算法并进行了仿真评估。为了解决现有的基于二维n×nMesh拓扑结构无缓存路由算法中存在高注入率下网络平均延迟长等问题，本文首先以BLESS_PERM算法为基础，提出了DC-BLESS算法，该算法借鉴交通控制中的“绿波联动”思想，采用偏转次数越低优先级越高的策略快速降低网络中的流量，减少了网络平均延迟。为了防止某些数据微片偏转次数过多，对偏转次数大于阈值的情况，进行清零操作，提高数据微片的优先级。然后，针对二维n×nMesh网络直径大、顶点之间距离远的缺点，提出了Z

6、-Mesh拓扑结构，将二维Mesh拓扑的左上与右上、右上与左下、左下与右下三对顶点进行了连接，从而缩短网络直径，降低网络延迟。最后，针对Z-Mesh结构的特点对DC-BLESS算法的数据微片有效端口计算方式进行了修改，提出了基于Z-Mesh结构的Z-DC-BLESS算法，降低了网络的平均延迟。为了对所提出的DC-BLESS算法和Z-DC-BLESS算法进行仿真验证，本文设计了NoC路由算法性能仿真器。通过对BLESS_PERM、DC-BLESS和Z-DC-BLESS三种算法的仿真结果对比发现：在均匀随机、置换、热点三种流量模式下，提出的DC-BLESS算法比BLESS_PERM算法的网络

7、平均延迟都有减少，其中降低最多的是置换模式（约为18%）；而Z-DC-BLESS算法在三种模式下的网络平均延迟又比DC-BLESS算法都有减少，降低最多的也是置换模式（约为19.9%）。关键词：片上网络；拓扑结构；偏转路由；无缓存路由算法哈尔滨工程大学硕士学位论文无缓存片上网络路由算法研究AbstractWiththedevelopmentofintegratedcircuits,moreandmoreIPcoresareinteg