支持保障服务的网络接口设计

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1、工学硕士学位论文支持保障服务的网络接口设计王开宇哈尔滨工业大学2008年7月国内图书分类号：TP302国际图书分类号：621.3.049.77工学硕士学位论文支持保障服务的网络接口设计硕士研究生：王开宇导师：肖立伊教授申请学位：工学硕士学科、专业：微电子学与固体电子学所在单位：微电子科学与技术系答辩日期：2008年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP302U.D.C.:621.3.049.77DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringNETWORKINTERFACEDESIGNSUPP

2、ORTINGGUARANTEEDSERVICECandidate:Supervisor:AcademicDegreeAppliedfor:Speciality:Affiliation:DateofDefence:Degree-Conferring-Institution:WangKaiyuProf.XiaoLiyiMasterofEngineeringMicroelectronicsandSolid-StateElectronicsDept.ofMicroelectronicsScienceandTechnologyJuly,2008HarbinInstit

3、uteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要作为解决复杂SoC中全局通信问题的一种全新方案，片上网络在近几年来受到了广泛的关注。它既具有许多不同于传统网络的特点，也有不同于传统片上总线的独特之处。网络接口作为片上网络组织结构的重要组成部分，也成为了许多科研机构研究的热点之一。本文在分析国内外相关研究，深入理解AXI协议和保障服务体系的基础上，针对片上网络自身固有的特点，实现了支持分布式建立保障服务的网络接口结构。本文设计的网络接口符合AXI协议，支持自适应和确定性两种路由算法，具有数据打包解包功能，支持主设备和从设备同时对外通信，与路由器

4、通信采用基于信任（credit）的流控机制。同时支持保障服务（Guaranteed-Service，GS）和尽力服务（Best-Effort，BE）两种服务方式，对尽力服务的数据包进行基于排序表查询的乱序事务处理；支持分布式建立GS服务的三种方式。在解包通路中还采用了一种并行解包机制，该机制将解包粒度数据包缩小到微片，从而减小了解包通路的平均延时。按照Top-Down的IC设计流程，用Verilog硬件描述语言完成了网络接口的RTL级建模。最后，该网络接口结合课题组已设计的GS路由器搭建了一个GS片上网络，使用课题组开发的性能评估平台，在完成了网络接口功能验证

5、的基础上进行了全面的性能评估，并对得到的性能数据进行了详细地分析。验证结果和性能评估数据表明，本文设计的网络接口实现了预想功能，并且性能良好。关键词片上网络；网络接口；保障服务-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractNetworkonChip(NoC),asanovelsolutiontosolveglobalcommunicationproblemsincomplexSystem-on-Chip(SoC),hasbecomearesearchingthrustinmoreandmoreinstitutionsduetodistinctchara

6、cteristicsofNoC,whicharedifferentfromeithertraditionaloff-chipnetworkoron-chipbus.AmongthoseimportantdesignissuesofNoCisNetworkInterface(NI)designwhichisbecomingthefocusofmanyresearchers.Basedontheanalysisofresearchinrelatedareasworldwide,thoroughunderstandingoftheAXIprotocolaswella

7、sknowledgeofGuaranteed-Services(GS),thispaperrealizesanoriginalNIdesignwhichsupportsthedistributiveGuaranteed-Servicesaccordingtointrinsicfeaturesassociatedwiththeon-chipinterconnectionnetwork.ThispaperpresentsanAXIcompliantNIforNoC,whichcansupporttworoutingalgorithms-adaptiveanddet

8、erministicrouting-a