多核处理器中片上网络的事务级建模与评估

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1、论文题目：多核处理器中片上网络的事务级建模与评估作者姓名：专业名称：指导教师：论文提交日期：论文答辩E1期：授予学位El期：入学时间：研究方向：职称：窒Q!墨生墨且!Q旦窒Q!墨笙鱼昱Z目且进上9一监一生删蛊。I塞一笪塑趾TRANSACTIoNLEVELMoDELINGANDEVALUATIoNoFNETWORKoNCHIPINMUl月I．CoREPROCESSORSADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFENGINEEIUNGS

2、handongUniversityofScienceandTechnologyWangWeikeSupervisor：AssociateProfessorZhangDexueCollegeofInformationScienceandEngineeringMay2013声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：互研乞免日期：≯口I；，b、＆AFFIRMATIoNIdeclarethatthisdisser

3、tation，submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge·Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute．signatun：‰蚍Date：溉、壬、g山东科技大学硕士

4、学位论文摘要摘要半导体工艺进入深亚微米级以后，作为最常见数字系统芯片的SoC电路规模进一步增大，传统总线结构片上互联受到了总线效率低下、布线延时突出、高频率下数据同步复杂、设计复杂度激增等问题的制约，限制了SoC的应用和发展。片上网络从体系结构上解决了总线式SoC的弊端，以良好的空间扩展性和并行通信能力，解决了主从式总线的效率浪费问题，同时分组交换的通信方式也为单时钟频率下的数据同步问题提供了解决方案。然而，不同的片上网络在拓扑结构、路由算法、交换机制、缓存深度、虚拟通道数量等方面都可能存在差异。探索每个片上网络参数的设置对片上网络性

5、能的影响对于设计出既能满足系统性能要求又能最大化降低系统开销的片上网络具有重要意义。本文围绕片上网络的事务级建模方法和基于事务级片上网络模型的评估应用展开研究，旨在于片上网络或多核处理器硬件设计之前对片上网络的性能和系统开销做出预估，为系统的硬件设计提供适当的参考。在片上网络事务级模型的基础之上，通过在模型中集成特征流量生成模型和开源的嵌入式处理器模型，分别研究、设计了用于探索片上网络参数对片上网络性能影响的片上网络评估模型和用于指导多核系统软件划分、设计和调试的多核处理器系统事务级模型。本文所做的主要工作包括：(1)提出了一套片上网

6、络的设计方法。即先对片上网络进行高层次建模，在模型的基础上根据片上网络性能表现调整片上网络参数设置，探索出既能满足应用性能要求又具有最低硬件开销的片上网络，进而使用探索出的最优参数实现片上网络硬件设计。(2)提出了一种事务级的片上网络模型。将片上网络分为网络接口、路由器和网络链路三部分分别进行事务级建模，使用TLM2．0标准接口封装的片上网络组件模型可以方便的连接在一起，组成任意结构的片上网络模型。(3)提出了一种基于特征流量的片上网络性能评估模型，并依托这种模型从片上网络注入率、拓扑结构、缓存深度、数据包长度和虚拟通道数量五个方面探

7、索了片上网络参数对片上网络性能的影响。(4)通过集成接口兼容的嵌入式处理器，提出了一种可运行嵌入式程序的多核处理器事务级模型。并以3780点FFT的多核实现为例，研究了多核处理器系统模型在软件划分、开发指导，多核处理器片上网络部分功耗估计，嵌入式软件仿真验证方面的优势。关键词：多核处理器，片上网络，事务级模型，性能评估，特征流量山东科技大学硕士学位论文摘要ABSTRACTWiththesemiconductortechnologygoingintothedeepsub—micronlevel，thescaleofsystemonchi

8、p(SoC)whichisthemostcommontypeofthedigitalchipincreasesfurther．TraditionalbusarchitecturebasedSoCencounterspro