MPSoC互連網(wǎng)絡功耗模型及其應用.pdf

1、隨著半導體制造工藝水平的發(fā)展，集成電路的集成度不斷提高，片上系統(tǒng)將集成更多處理單元來滿足日益增長的計算和處理需求。片上網(wǎng)絡憑借其良好的能量效率、通信性能、靈活可復用的系統(tǒng)架構以及較好解決深亞微米工藝條件下多種物理效應帶來的問題等優(yōu)勢，成為片上多核互連結構的良好解決方案。
　　 考慮到電池使用時間、手持設備的移動性、電子系統(tǒng)的散熱和熱預算等重要設計參考因素，如何降低功耗已成為了多核芯片設計的前沿問題。根據(jù)若干采用片上多核芯片的性能

2、統(tǒng)計數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)內核間的互連網(wǎng)絡消耗了系統(tǒng)大量的能量，使得研究片上多核互連網(wǎng)絡功耗具有極其重要的意義。
　　 本文以優(yōu)化片上多核互連網(wǎng)絡功耗為研究目標，進行了相關的分析和研究。首先建立了片上多核互連網(wǎng)絡功耗模型，然后分析了構成交換開關的輸入緩存、交叉開關和仲裁器以及連接網(wǎng)絡節(jié)點的鏈路和H型時鐘樹的功耗。隨后，從系統(tǒng)級功耗優(yōu)化的角度出發(fā)，分析了功耗優(yōu)化的片上網(wǎng)絡任務映射問題。在前面工作的基礎上，為了充分提高功耗評估方法的靈活

3、性，提出使用功耗模型和功耗模型與EDA工具協(xié)同使用兩套功耗評估方案，將片上多核互連網(wǎng)絡功耗評估功能集成到OPNEC-SIM多內核軟件仿真平臺中。最后使用OPNEC-SIM仿真分析了網(wǎng)絡和交換開關結構參數(shù)對互連網(wǎng)絡功耗的影響，仿真結果能夠幫助在設計上實現(xiàn)網(wǎng)絡和功耗性能的折中。并且還仿真分析了若干網(wǎng)絡拓撲結構任務映射后的互連網(wǎng)絡功耗，結果顯示片上網(wǎng)絡和HCR-NoC相對于各自參考對象在功耗方面上具有很大優(yōu)勢。
　　 本文的主要研究成