片上网络优化策略设计与仿真

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1、摘要摘要随着深亚微米技术的发展，越来越多的处理器核被集成在一块芯片上，传统的总线通信方式渐渐不能满足片上数据的通信要求。为了解决这个问题，片上网络(NOC：networkOilchip)被提了出来。NOC是一个弹性的、可扩展的芯片微网络，网络的吞吐率、延迟、资源耗费以及功耗是片上网络重要的性能指标。因此，研究一些方法来提高网络的吞吐率，降低网络延迟与资源耗费对片上网络的发展而言是非常有意义的。本文针对上述问题，对片上网络的设计与优化进行了探索性的研究，并在此基础上完成了以下工作：1．针对NOC的特点，在虫洞交换技术的基础上对自适应路由算法设

2、计了一种绑定式数据传输技术。我们将路由信息及其他一些重要的信息与每一个数据切片相绑定，采用专门的线路来传送这些信息。该措施使网络中实际需要传送的数据长度减少，还使得每一个数据都可以作为一个独立的单元来寻址，有利于简化路由节点内部的控制模块设计。仿真结果表明，与传统的虫洞交换技术相比，该方法在几乎不增加资源消耗的情况下，提高了网络的吞吐量并降低了数据在网络中的延迟。2．建立了一种NOC数据通信瓶颈的分析模型并提出了一种缓存分配算法。只要给出特定应用的通信特点和总共可用的缓存空间，该模型可以检测出系统中的通信瓶颈，并利用算法计算出NOC中每个路

3、由节点各个方向上的缓存深度，使NOC的性能得到改善。仿真结果表明，与目前NOC中常见的均匀分配缓存的模式相比，该方法能改善网络的性能，并且适用于NOC中常见的拓扑与路由算法。关键词：片上网络；传输技术；缓存分配AbstractWiththedevelopmentofDSM(Deepsubmieron)，moreandmoreprocessorsareintegratedinonechip，traditionalbusesalemorelikelytobecomeabottleneck．Inordertosolvethisproblem，NO

4、C(NetworkonChip)wasproposed．NOCisakilldofflexibleandscalablemicro-networkonchip，ofwhichthemainguildlinesarenetworkthroughput,delay,resourceconsumptionandpowerconsumption．So，researchingsomemethodstoimprovethethroughputandshortenthedelayofNOCanddecreasetheconsumptionofresour

5、ceismeaningfulforthedevelopmentofNOC．Inthisthesis，somemethodsareexploredandinvestigatedforNOCdesignandoptimization．Themainworksareasfollows：1．WeproposeanoveldatatransfertechniqueforNOC．Inthistechnique，theroutinginformationandsomecontrolinformationareattachedtoeachrawdataan

6、dtheattachedinformationistransfen'edondedicatedwiresattachedtodatalines．ThistechniquereducesthelengthofdataneededtobetransferredinNOCandmakeseachrawdatacanroutelikeapacketheaderwhichmakesthearbiterdesigneasier．TheSimulationresultsshowthatthistectmiquecallimprovenetworkthro

7、ughputandshortenthedataaveragedelayinnetworkwithoutincreaseresourceconsumption2．WeproposeanovelanalyticalmodelthatCallbeusedtoquicklyanalyzeanddetectthepotentialperformancebottlenecksandanefficientalgorithmthatoptimizestheallocationofbufferingresources．Moreprecisely,givent

8、hetrafficcharacteristicofthetargetapplicationandthetotalbudgetofavailablebufferingspace，t