异步2D-Torus片上网络自适应路由算法分析与实现

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1、万方数据东北大学硕士学位论文摘要异步2D．Torus片上网络自适应路由算法研究与实现摘要随着集成电路技术的飞速发展，系统规模越来越大，时钟频率越来越高。传统总线时钟和功耗方面的问题越来越难以解决。片上网络(NetworkonChip，NoC)可以很好的解决这些问题。本设计使用异步电路设计方法对片上网络进行设计实现，采用4*4节点2D．Toms拓扑结构，自适应TF．XY路由算法。首先从总体上进行功能分析，然后对各项功能进行性能分析，并在此基础上进行系统的总体设计。将系统分为两个层次进行设计。顶层设计中将

2、设计划分为各个路由节点，编解码封装模块和计算节点。底层设计中主要是路由节点的设计与实现。对异步电路路由节点进行细节模块化：数据接收模块、海明码解码模块、海明码解码模块、路由计算模块、交叉开关模块、数据仲裁器模块、海明码编码模块、数据发送模块。使用异步电路设计方法对每个模块进行设计，并将各个模块进行功能验证，然后进行连接，组成异步路由节点；节点挂载的编解码封装模块，结构与节点内部类似；从节点挂载的计算节点使用4*4异步乘法器。将底层设计完成的模块进行组建，节点进行数据连接，设计实现片上网络。构建4*4节

3、点2D．Toms片上网络；并在节点输入端口添加海明码编解码模块方便片上网络的使用；部分节点挂载4*4异步乘法器IP核。最后搭建测试平台，对系统进行功能和性能分析。测试分析证明，2D．Toms片上网络可以进行多方向数据通信，多路数据并行通信，对从节点P核访问调用，数据请求平等仲裁，路由自适应等，达到预期的功能和性能要求。关键词：异步电路；片上网络；自适应算法；2D．Torus结构．II—万方数据东北大学硕士学位论文AbstractAsynchronousImplementationof2D-—TomsS

4、tructureNetwork·-on--ChipUsingAdaptiveRoutingAlgorithmAbstractThescaleofthesystemislargerandtheclockfrequencyisfaster,withtherapiddevelopmentoftheintergratedcircuittechnology．Inlargesystems，theproblemsoftheclockfrequencyandpowerconsumptionarehardtosolve

5、．AtthistimeNetwork-on—Chip，asanewsolution，ispresented．Weproposeamethodinasynchronous2D··Torusstructurenetwork：usingadaptivealgorithm(TF··XYalgorithm)．First，makesurewhatfunctionsthesystemhave．Thendeterminetheimplementprocessofthesystem．TheNoCconsistsofro

6、utingnodes，codecsandthecomputingnodes．Themainwokistodesigntheroutingnode．Second，designandimplementthesystem．Inthesystem，therearemanycomponents：receivingmodule，Hammingdecodingmodule，analysisingmodule，splittingmodule，arbitingmodule，Hammingencodingmodulean

7、dsendingmodule．Implementthebottommoduleswithafullyasynchronousdesign．Andverifythefunctionsofthemodules．Thenimplementthemutingnodewitllthebottommodules．ImplementtheNoC、^dtlltheroutingnodes．MounttheHammingcodecsontheroutingnodesintheNoC．Someasynchronousmu

8、ltipliersconnecttheNoCasthecomputingnodes．Atlast，buildthetestbench，completetheanalysisofthefunctionsandtheperformance．Thetestresultshowedthatthesystemsupportmulti—directionalcommunication，multi—channelparallelcommunication，self-a