基于网络演算的3DNoC最差情形性能分析

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1、基于网络演算的3D．NoC最差情形性能分析Worst-casePerformanceAnalysisof3D-NoCbasedonNetworkCalculus作者姓名韭在强学位类型堂压亟±学科、专业邀电王皇固佳电壬堂研究方向SQ￡遮让导师及职称杜高明副研究员2013年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：梁华国糊委员：陈荣保啦教授副教授李矗中国科学技术大学副教授苤尘导师：杜高明合肥工业大学副教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中

2、特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得一金月巴王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：f箩和；{。签字日期：№c5年缈月。日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金胆王些盍堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权—金蟹王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在

3、解密后适用本授权书)学位论文作者签名：；每知{1·签字日期：2一f；年甲月JoB学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：签字日期：年月日电话：邮编：基于网络演算的3D．NoC最差情形性能分析摘要片上网络(Network．OH．Chip，NoC)性能分析是NoC领域的研究热点之一，但既有工作大多侧重于平均性能或峰值最佳性能研究，NoC最差情形性能分析工作相对较少。尤其是三维架构的NoC，虽可提升平均性能，但最差情形性能却不一定得到提升，且最差情形性能对NoC的性能保证具有重要意义。网络演算是分析NoC最差情形性能的有效工具之一。本文以网络演算为基础，结合多路径路由NoC的技术

4、特点，对3D—NoC最差情形性能进行分析和优化。主要工作如下：(1)基本的2D—NoC最差情形性能分析提出一种多路径路由延迟上界分析方法，定义了冲突矩阵来获取网络的冲突状态；基于冲突矩阵，提出了两种有效的非均匀流量拆分策略：基于节点的拆分策略和基于流的拆分策略。使用人工激励和工业案例实验验证了非均匀流量拆分策略的有效性。人工激励实验结果表明，与均匀全拆分相比，节点拆分法的最差情形延迟提升达44．9％，流拆分法则达69．3％。工业案例实验结果表明，与均匀全拆分相比，流拆分法的最差情形延迟最大有27．3％的改善。(2)3D．NoC最差情形性能分析提出一种流量拆分方法，把多路径问题转化成单路径

5、问题，对目标流延迟上界进行求解；提出一种子流分类法，用于多路径路由3D—NoC中业务流拆分后的服务曲线推导；给出冲突模式识别与处理算法。3D．NoC性能分析实验结果表明，多路径方式虽然平均性能较优，但最差情形性能比单路径要坏。(3)基于TSv的3D．NoC最差情形性能优化提出基于度的冲突矩阵，以有效减少存储空间，提升性能分析程序的运行效率；提出两种TSV负载优先均衡优化策略，以优化3D．NoC最差情形性能：全路径优化法和部分路径优化法。性能优化实验结果表明，部分路径优化法效果明显，最大改善52．3％。关键词：片上网络：多路径路由；网络演算；性能分析Worst-casePerformanc

6、eAnalysisof3D—NoCbasedonNetworkCalculusABSTRACTPerformanceanalysisforNetwork—on—Chip(NoC)isoneofthehottesttopicsinNoCresearcharea．Mostofthepreviousworkfocusedoneitheraverageper-formanceorthebest-case，butfewontheworst-case．Withworst-caseperformance，itcannotonlyreinforceNoCdesignconfidence，butalsog

7、uaranteeNoCquality．Networkcalculusisoneofthesetoolsthatcanprovideeffectiveworst-caseper-formanceanalysis．InNoC，multi—pathroutingisoftenpreferablethansingle—pathroutingsinceitcanbetterbalanceworkloadandthusprovidebetter