MPSoC互连网络功耗模型及其应用

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1、西安电子科技大学硕士学位论文MPSoC互连网络功耗模型及其应用作者：黄岗导师：蔡觉平副教授学科：微电子学与固体电子学中国西安2011年1月LTheResearchandApplicationofPowerModelfortheInterconnectionNetworkinMPSoCADissertationSubmittedtoXidianUniversityinCandidacyfortheDegreeofMasterinMicroelectronicsandSolid．StateElectronicsByHuangGangXi’an，ER

2、．ChinaJanuary2011西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人签名：重盐本人承担一切的法律责任。日期圭!!!：!：!!关于论文使用授权

3、的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文本人签名：导师签名：年解密后适用本授权书。日期里j幽L摘要随着半导体制造工艺水平的发展，集成电路的集成度不断提高，片上系统将集成更多处理单元来满足日益增长的计算和

4、处理需求。片上网络凭借其良好的能量效率、通信性能、灵活可复用的系统架构以及较好解决深亚微米工艺条件下多种物理效应带来的问题等优势，成为片上多核互连结构的良好解决方案。考虑到电池使用时间、手持设备的移动性、电子系统的散热和热预算等重要设计参考因素，如何降低功耗已成为了多核芯片设计的前沿问题。根据若干采用片上多核芯片的性能统计数据，研究人员发现内核间的互连网络消耗了系统大量的能量，使得研究片上多核互连网络功耗具有极其重要的意义。本文以优化片上多核互连网络功耗为研究目标，进行了相关的分析和研究。首先建立了片上多核互连网络功耗模型，然后分析了构成交换开

5、关的输入缓存、交叉开关和仲裁器以及连接网络节点的链路和H型时钟树的功耗。随后，从系统级功耗优化的角度出发，分析了功耗优化的片上网络任务映射问题。在前面工作的基础上，为了充分提高功耗评估方法的灵活性，提出使用功耗模型和功耗模型与EDA工具协同使用两套功耗评估方案，将片上多核互连网络功耗评估功能集成到OPNEC．SIM多内核软件仿真平台中。最后使用OPNEC．SIM仿真分析了网络和交换开关结构参数对互连网络功耗的影响，仿真结果能够帮助在设计上实现网络和功耗性能的折中。并且还仿真分析了若干网络拓扑结构任务映射后的互连网络功耗，结果显示片上网络和HCR

6、-NoC相对于各自参考对象在功耗方面上具有很大优势。本文的主要研究成果在于两个方面，一是改进了包括时钟树功耗部分的片上多核互连网络功耗模型；二是将网络性能参数对电路功耗影响考虑进去，可以通过两套功耗评估方案仿真获得不同通信状况下的互连网络功耗，提高了OPNEC．SIM功耗仿真的灵活性。关键字：MPSoC互连网络功耗模型功耗优化MPSoC互连网络功耗分析以及应用AbstractWiththeraDiddevelopmentofthesemiconductortechnology,enormouStranslstorsaVailableonasin

7、glechipallowsdesignerstointegratedozensofprocessingelementst02ethertosatisfytheincreasingdemandforcomputingandprocessing·Duet0theadvaJltagesofpower-efficiency,communicationperformance，reusablearchitectureandadvancedsolutionforthephysicalproblemindeepsubmicrontechnology,Netwo

8、rK_kon．Chipturnsoutanoutstandinginterconnectionstructureformultiprocessorsy