异步片上网络研究综述

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1、万方数据第24卷第6期2012年6月计算机辅助设计与图形学学报JournalofCompLlter—AidedDesign＆ComputerGraphicsV01．24No．6June2012异步片上网络研究综述宋威，DougEdwards(SchoolofComputPrScience，theUniversityofManchester·Manchester·M139PLUK)(songw@cs．man．ac．uk)摘要：异步片上网络具有低动态功耗、对延迟抖动的不敏感、统一的网络接口、较低的系统集成复杂度和较好的电磁兼容能力等众多特性

2、，是下一代片上多核微处理器和多核片上系统的标准片上通信架构之一．在简单介绍异步电路的相关理论后．从多个方面概述了当前异步片上网络的研究成果．包括网络拓扑，同步／异步接口、流控制、服务质量、路由算法，低功耗设计、容错和可测性设计以及设计自动化；然后介绍并分析了一些具有代表性的异步片上网络设计案例．研究显示，异步片上网络具有众多同步片上网络所不具备的优点，大量的片上多核系统将使用异步片上网络作为其片上通信系统．但它们的易用性和网络性能亟待提高．关键词：异步电路i片上网络；流控制；低功耗；容错中图法分类号：TP393。02SurVeyofAs

3、ynchron伽sNetworks—on—ChipSongWeiandDougEdwards‘s曲00i可compMfcrScifncf．theUniwrsn'ofMnnches能r．Munchn盯，M139PLUKlAbstract：Asynchronousnetworks—on—chip(NoCs)arepromisingcandidatesforfuturenluIti—corechip—multiprocessorsandsystems—on—chipduetotheirlowdynamicenergydissipation，t

4、01erancetodelayvariations，unifiednetworkinterfaces，easysystemintegrationandexcellentelectro—magneticcompatibility．Afterasmallintroductionofasynchronouscircuits，thecurrentresearchprogressofasynchronousNoCshavebeenreviewedfromdifferentaspectsincludingtopologies，async／synci

5、nterfaces，f】owcontrolmethods，quaIity．of-service，routingalgorithms，lowpowerdesign，fauIt—t01eranceandtesting，anddesignautoma“on．Acasestudyofseveralrepresentativede5ignsofasynchronousNoCsisprovided．ItisshownthatasynchronousNoCshavemanyadvantagesovertheirsynchronouscounterpa

6、rtsandasignificantportionoffuturemany—coresystemswilluseasynchronousNoCsastheiron—chipcommunicationstructures，butitisurgenttoimprovetheirusabi“tyandnetworkperformance．Keywollls：asynchronouscircuit；network—on—chip；flowcontroI；low—power；fault—tolerance随着集成电路制造技术的不断发展，单芯片已可

7、集成数十甚至上百个微处理器，片上多核间的复杂通信使得基于总线的传统片上通信结构成为主要的性能瓶颈．为了适应通信复杂度的增长，片上网络已经成为当前片上多核的标准通信架构．根据片上多核系统的用途，它们可被分为片上多核微处理器(chipmultiprocessor，CMP)‘‘3和多核片上系统(multiprocessorsystem—onchip，MPSoC)‘232类．收稿日期：2011—10一10；修回H期；2012—0】一04．基金项目：EngIHeerIngandPhysicalSciencesResearchCounclI(EP，

8、E06065X／1)．宋戚(1983一)．男．博十后研究人员．主要研究方向为异步逻辑电路、片上网络，计算机体系结构；DougEdwards(1947一)．男，博上，副救授，主要研究方向为异步电路设计、逻辑综