三維片上網(wǎng)絡(luò)TSV與緩沖區(qū)容錯(cuò)技術(shù)研究.pdf

1、三維片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了垂直互連技術(shù)所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)和片上網(wǎng)絡(luò)所具有的可擴(kuò)展性的優(yōu)點(diǎn),大大提高了系統(tǒng)的性能,降低了功耗。但在納米工藝下三維片上網(wǎng)絡(luò)也面臨著日益嚴(yán)峻的可靠性問(wèn)題的挑戰(zhàn),目前的制造工藝使得用于垂直互連的硅通孔(Through-Silicon-Via,TSV)的產(chǎn)品良率仍然較低,另外由于VLSI(Very Large Scale Integration)的偏差性和易于老化的脆弱性所導(dǎo)致的電路可靠性問(wèn)題等,這些因素將影響三維片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通

2、訊的可靠性。因此本課題將對(duì)由此而引出的TSV與緩沖區(qū)容錯(cuò)問(wèn)題及關(guān)鍵技術(shù)展開深入系統(tǒng)的研究。論文主要工作如下:
　　(1)簡(jiǎn)述了集成電路的發(fā)展以及二維片上網(wǎng)絡(luò)、三維片上網(wǎng)絡(luò)的研究背景,對(duì)一些常見的2D NoC和3D NoC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交換技術(shù)與虛通道技術(shù)、路由器的基本組成結(jié)構(gòu)以及TSV的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了介紹。
　　(2)針對(duì)TSV故障,本文提出了一種不添加冗余鏈路,通過(guò)對(duì)故障鏈路中功能良好TSV的復(fù)用,將數(shù)據(jù)微片多次傳輸,達(dá)到容T

3、SV硬故障的技術(shù)方案。通過(guò)添加ECC編碼解碼模塊來(lái)達(dá)到容瞬時(shí)故障的目的。實(shí)驗(yàn)分析表明,該設(shè)計(jì)方案在保證系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上還具有較高的吞吐量與較低的延時(shí)。
　　(3)針對(duì)緩沖區(qū)故障,本文在分析緩沖區(qū)故障模型的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種針對(duì)緩沖槽故障的重定向機(jī)制,并且使緩沖區(qū)能夠動(dòng)態(tài)分配虛通道,并且在端口流量大的時(shí)候,能夠與鄰居端口共享緩沖區(qū)暫存數(shù)據(jù),減輕端口阻塞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)路由器相比,本方案提高路由效率與可靠性,同時(shí)具有較高的