2D+Mesh片上网络容错路由算法设计与分析

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1、摘要摘要随着集成电路工艺技术的发展，片上网络（NoC）取代了传统的总线技术，成为多核系统中最具前瞻的互连方式。片上网络研究是当前微电子与通信技术的前沿问题。然而片上网络在通信应用建模和优化、通信基础结构、考虑服务质量的容错路由算法以及各个研究问题间的相互影响等方面仍有待进一步优化。2DMesh片上网络容错路由算法设计与研究是当前片上网络的研究热点。本文主要针对片上网络容错路由算法进行重点研究：（1）通过在2DMesh拓扑结构下，以现有的XY路由算法作为基础，设计一种改进型的2DMesh拓扑结构容错路由算法。该算法与XY容错路由算法相比较，主要是在各个节点之

2、间沿用原有路由算法的路由之间方向优先原则的基础上，进行了一种全新路由规则的设定。当在链路或者节点间发生错误时，本改进算法能够通过重新设定路由规则得到有效的路由方式，从而绕过故障链路或者发生错误的节点以实现容错。（2）同时研究服务质量，进一步设计一种考虑服务质量的容错路由算法。通过设定服务质量会话协议，用于传输监测数据信息和通知拥塞发生，定义应用数据流信息和报警数据流信息。根据定义了的服务质量需求应用来生成数据流，重新计算一个新的路径应用于下一个应用数据流信息，用以进行新的容错传输。（3）对改进的容错路由算法在OPNET仿真软件上搭建2DMesh片上网络模型

3、，进行仿真与验证。改进型的XY容错路由算法相对改进前在延迟和吞吐量上得到了改善，对单一链路故障具有了容错能力。考虑服务质量的容错路由算法在吞吐量改善的同时，在延迟上更具优势，同时对于服务质量的研究起到了一定的推进作用。研究结果表明，本文所设计的改进型容错路由算法，以及考虑服务质量的容错路由算法与传统的路由算法相比较，整体性能在一定程度上得到了提升，同时具有一定的容错作用。论文的研究对促进国内片上网络路由算法的研究具有积极意义。关键词：片上网络，服务质量，容错，路由算法，OPNETIABSTRACTABSTRACTAlongwiththedevelopmen

4、tofintegratedcircuittechnology,Network-on-Chip(NoC)willreplacetraditionalbustechnology,becomeamulti-coresysteminterconnectwaywhichhavethemostforward-looking.NoCisahotstudydirectionandcutting-edgepointsatcurrentmicroelectronicsandcommunicationstechnology.Network-on-Chipfaulttoleran

5、tsystemarchitecturedesignisahotresearchfieldofNetwork-on-Chip,wherevariousoffault-tolerantroutingalgorithmstudyisthemainsupportofsystemarchitecturedesign.However,intermsofspecificfieldstillneedtobeimprovedandfurtheroptimization,suchascommunicationapplicationsinmodelingandoptimizat

6、ion,interactioncommunicationsinfrastructure,considerthequalityofservicefault-tolerantroutingalgorithmsandtheinteractionbetweenthevariousresearchquestions.Mygraduationdesignfocusonresearchthefault-tolerantroutingalgorithm:1.BystudyingtheexistingXYfault-tolerantroutingalgorithmin2DM

7、eshstructureNetwork-on-Chip,designanimprovedandnew2DMeshfault-tolerantroutingalgorithm.ComparedwiththeXYfault-tolerantroutingalgorithm,thisalgorithmmainlyfollowstheroutebeforetheInter-tolerantprinciplesofprioritydirectionsbetweeneachnode,setanewruleforroutingnodesimultaneously.Whe

8、nanerroroccursbetweenthelinkornod