异构多核片上网络结构与通讯机制的优化与实现

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1、万方数据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：李斌蕉越委员：叶兵叫易中国科技大学教授邓红辉合肥工业大学副教授芈砖导师：张多利合肥工业大学研究员(自然科学)万方数据本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行独立研究工作所取得的成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金胆王业塞堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文成果做出贡献的个人和集

2、体，本人已在论文中作了明确的说明，并表示谢意。学位论文中表达的观点纯属作者本人观点，与合肥工业大学无关。学位论文作者签名：走鬯缸签名日期：2015年三}月j善．日本学位论文作者完全了解金篷王些盔堂有关保留、使用学位论文的规定，即：除保密期内的涉密学位论文外，学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子光盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金照王些太堂可以将本学位论文的全都或部分内容编入有关数据库，允许采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签

3、名：毒鬯钆签名日期：2,0心年夸月，占论文作者毕业去向工作单位：联系电话：通讯地址：指导教师签名：澎湃f．日签名日期：2口Is年争月J7日E—mail3邮政编码：万方数据致谢时光荏苒，三年的研究生学习生活就要结束，回顾这三年的学习生活，感受颇深，收获颇丰，在这里我诚挚的对所有帮助过我的人表示感谢。感谢张多利老师在我研究生期间给予悉心的指导和无谓不至的照顾。在学习中张老师是一位学识渊博的学者，在生活中张老师是一位待人诚恳、平易近人的长者。张老师认真严谨的工作作风和甘为人梯的崇高品德给了我深刻的影响，是我永远学习的

4、榜样，由衷地感谢张老师的培养、教诲和支持!感谢宋宇鲲老师在论文选题、结构确定以及审核修改方面的帮助和悉心指导。感谢张多利老师、宋宇鲲老师、杜高明老师、尹勇生老师、邓红辉老师、倪伟老师、林微老师、贾靖华老师、胡健、木子一、范月红在学习和生活中的帮助。在此谨向各位老师表示衷心的感谢!感谢答辩委员会的各位老师在百忙之中抽出时间来审阅论文，为我指点迷津。感谢王星师兄、吴华杰师兄、黄路师兄、张敏师兄、厉卓然师兄、高菡师姐、王莉莉师姐在项目实践中给予的帮助。感谢梁智力、曹快、吴凌云、李萍萍、孙玲、戴继祥在论文实验和审阅中对

5、我的帮助。感谢多核项目组的所有同学，谢谢你们在项目上的支持和帮助，陪我度过两年的美好时光。感谢文中引用过文献的所有作者们，感谢所有关心、支持和帮助过我的家人、老师、同学和朋友!作者：李世元2015年3月万方数据摘要随着半导体技术的发展，SoC的集成度越来越高，所实现的功能也越来越复杂，基于总线的SoC设计方法已经很难满足系统的工作需求。片上网络(NoC，NetworkonaChip)作为的全新的通讯架构正在逐渐取代总线成为主流的SoC设计方法。相较于总线，NoC具有更高的通讯并行度、更好的可拓展性以及更便捷的通

6、讯机制(全局异步．局部同步)。越来越多的学者及研究机构对其展开了深入的研究，他们研究热点主要集中在网络的拓扑结构、路由算法、交换方式和流控技术几个方面，在保证NoC能提供最基本的通讯服务同时，要求网络具有更高的通讯效率和更低的功耗。本文研究了一款应用于异构多核系统中的“电路交换”NoC，虽然该网络能够很好的提供任务执行过程中的通讯服务，但是仍存在一些通讯效率不高的情况，影响了系统的工作速度。为了进一步提升系统的性能，本文通过实验和理论分析通讯效率不高的起因，并分别从网路结构和通讯机制方面给出提升通讯效率的优化方

7、案：1．设计并实现两种新型双端口网络，“同一维序”双端口网络和“对角线"双端121网络。这两种网络中的资源节点可以同时接收或发送两路数据，一方面能够让资源节点使用流模式进行工作，另一方面可以对大规模数据进行分段传输；2．设计并实现两种兼容多播的“电路交换”网络，分别使用XY路由算法和UPDOWN路由算法，两种网络均可以采用“电路交换"的方式通过一次通讯完成“单源多目的"的通讯任务。在完成优化设计的基础上设计不同的实验条件对其进行测试，通过实验结果对不同的网络进行性能对比和分析，证明优化设计能够大幅提升网络的通讯

8、效率，实现了优化目标。关键词：NoC：优化；通讯效率；双端口；多播II万方数据ABSTRACTWiththedevelopmentofsemiconductortechnology,SoCintegrationincreaseshigher,moreandmorecomplexfunctionswillberealized．Bus-basedSoChasbeenworkinghardt