基于自路由互连网络的粗粒度可重构阵列结构-论文.pdf

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1、第36卷第9期电子与信息学报Vol_36NO．92014年9月JournalofElectronics＆InformationTechnologySept．2014基于自路由互连网络的粗粒度可重构阵列结构陈锐①②杨海钢①王飞①贾瑞①②王新刚①②(中国科学院电子学研究所北京1001901(中国科学院大学北京100190)摘要：互连网络在粗粒度可重构结构(Coarse_GrainedReconfigurableArray，CGRA)中非常重要，对CGRA的性能、面积和功耗均有较大影响。为了减小互连网络导致的面积开销

2、和功耗并提升CGRA的性能，该文提出一种具有自路由和无阻塞特性的互连网络，构建了一种层次型的网络拓扑结构。通过这种互连网络，任意一对处理单元之间均可以建立连接和交换数据，而且这种连接是自路由和无阻塞的。实验结果显示，与已有结构相比，该结构以至多增加14．1％的面积开销为代价，获得最高可达46．2％的整体性能提升。关键词：片上系统(SoC)；粗粒度可重构结构；互连网络；网络拓扑结构：自路由中图分类号：TN402文献标识码：A文章编号：1009。5896(2014)09—2251—07DOI：10．3724／SP．

3、J．1146．2013．01646Coarse-grainedReconfigurableArrayBasedOilSelf-routingIntereonnectionNetworkChenRui①②YangHai—gang①WangFei①JiaRui①②WangXin_gang①②(Institute0}ElectronicsChineseAcademyo}Sciences，Beijing100190，China(UniversityChineseAcademySciences，Beng100190，Ch

4、ina)Abstract：InterconnectionnetworkplaysanimportantroleinCoarse—GrainedReconfigurableArrays(CGRAs)，andithasasignificantinfluenceontheperformance．areacostandpowerconsumption．Toreducetheareacostandpowerconsumptioncausedbytheinterconnectionnetwork，andimprovethe

5、performanceofCGRA，aself-routingandnon—blockinginterconnectionnetworkisproposed，andahierarchicalnetworktopologyisconstructed．Throughtheproposedinterconnectionnetwork，connectionanddataexchangecanbeestablishedbetweenanypairofprocessingelements．Moreover，theproce

6、ssofconnectionestablishmentisself-routingandnon-blocking．Experimentalresultsdemonstratethat，comparedwithexistingCGRAs，theoverallperformanceoftheproposedarchitectureisimprovedupto46．2％attheexpenseof14．1％increaseofareacost．Keywords：SystemonChip(SoC)；Coarse—Gra

7、inedReconfigurableArray(CGRA)；Interconnectionnetwork；NetworkTopology；Self-routing1引言作和数据通路。在映射计算密集型应用时，CGRA在性能、配置信息、配置时问、配置代价、布线代根据可重构的粒度，可重构结构可分为细粒度价、面积效率和功耗效率方面比FGRA更具优势[1]a可重构结构(Fine—GrainedReconfigurable目前，CGRA的应用主要集中在某些特定的应用领Architecture，FGRA)和粗粒度可重构结构(

8、Coarse—域上，比如多媒体处理、通信基带处理、数据变换GrainedReconfigurableArray，CGRA)。FGRA的处理等[2】o一般来说，CGRA由按照一定互连网络典型代表为现场可编程门阵~J(Field—Programmable拓扑结构连接在一起的处理单元fProcessingGateArray，FPGA)，其处理单元和互连线按比特Element，PE)阵列组成。