片上网络互连拓扑综述

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1、万方数据第38卷第10期2011年10月计算机科学ComputerScien——ce——V01．38No．100ct2011片上网络互连拓扑综述王炜1乔林2汤志忠2(解放军信息工程大学信息工程学院计算机科学与技术系郑州450002)1(清华大学计算机科学与技术系北京100084)2摘要随着器件、工艺和应用技术的不断发展，片上多处理器已经成为主流技术，而且片上多处理器的规模越来越大、片内集成的处理器核数目越来越多，用于片内处理器核及其它部件之闻互连的片上网络逐渐成为影响片土多处理器性能的瓶颈之一。片上网络的拓扑结构定义网络内部结点的物理布局和互连方法，决定和影响片上网络的成本、

2、延迟、吞吐率、面积、容错能力和功耗等，同时影响网络路由策略和网络芯片的布局布线方法，是片上网络研究中的关键之一。对比了不同片上网络的拓扑结构，分析了各种结构的性能，并对未来片上网络拓扑研究提出建议。关键词片上多处理器，片上网络，拓扑，性能分析中图法分类号TP393．03文献标识码ASurveyontheNetworks-on-ChipInterconnectionTopologiesWANGWeilQIAOLin2TANGzI讧zhon92(DepartmentofComputerScienceandTeelmology．InstituteofInformationEngin

3、eering，PLAInformationEngineeringUniversity，Zhengzhou450002。China)1(DepartmentofComputerScienceandTechnology。TsinghuaUniversity，Beijing100084，aim)2AbstractAlongwiththedevelopmentofdevice，processandapplicationtechnology，chipmultiprocessorisbecomingthemainstreamtechnology．Asthescaleofchipmulti

4、proeessoraswellasthenumberofintegratedon-chipcOrP_．8isget—tinglargerandlarger，thenetworlPo矿chip，whichisdedieatedtotheinterconnectionandcOmmunicationamongon-chipcOresandothercomponents。isbecomingoneoftheperformancebottlenecksofchipmultiprocessor．Thetopologyofnetwork-owchipdefinesthephysicall

5、ayoutsandtheinterconnectionpatternsofnetworknodes，determinesthecOst，la—tency，throughputtarea，faulttoleranceandpowerofnetwork-on-chip，andimpactsonthenetworkmutingpolicies，theplacementandmutingdesignsofnetworkchips．Therefore，thempologyisoneofthekeytechnologiesofnetwork-on-chips．Thepapercompar

6、edvarioustopologicalstructuresofnetwork-on-chipsinbrief，analyzedtheirperformances，andproposedrecommendationsforfutureresearchonthetopologyofnetwork-on-chip．KeywordsChipmultiprocessor，Network-owchip，Topology，Performanceanalysis随着集成电路上晶体管资源的不断增加，多核处理器(MulticOreProcessors)或者称为片上多处理器(ChipMulti-

7、processor，C御)逐渐走进人们的生活并成为主流技术，而且，随着器件、工艺和应用技术的不断发展，片上处理器核的数目必将不断增加，从目前的几个、十几个发展到几十个甚至更多。作为一个功能整体，需要将片上多处理器的各处理器核相互连接起来。随着片上系统和片上多处理器规模的增加，网络化方法被逐渐引入片内互连。为区别于片外网络。这种专门用于芯片内部互连的通信网络被称之为片上互连网络[1

8、(On-ChipInterconnectNetwork，OCIN)或片上网络[23(Network-on-Chip。NoC)