面向暗硅的片上網(wǎng)絡架構與映射方法研究.pdf

1、最新集成電路設計發(fā)展中出現(xiàn)了暗硅問題，即為了維持多核系統(tǒng)性能而不超過散熱設計功耗，部分核需要處于關閉狀態(tài)或者不能持續(xù)長的運行周期，如此為多核系統(tǒng)的通信架構片上網(wǎng)絡（Network-on-chip,NoC）設計提出了新的挑戰(zhàn)。論文針對面向暗硅問題的片上網(wǎng)絡架構和映射方法展開研究。
　　論文首先提出了一種基于分布式管理單元的NoC架構，該架構以分布式管理單元和多模式路由器為關鍵組件，根據(jù)不同的應用需求實現(xiàn)應用任務在處理器單元PE上的映

2、射，并管理路由器在正常、直通與關閉模式間有效切換，從而降低系統(tǒng)功耗開銷。進一步，論文還考慮了分布式管理單元的數(shù)目以及布局對系統(tǒng)通信功耗與延時的影響，提出了一種基于遺傳算法的分布式管理單元優(yōu)化布局方法。該方法生成的布局結果與常用的布局情況相比，可節(jié)省平均15.26％的通信功耗和26.36%網(wǎng)絡延時。
　　基于該NoC架構，提出了一種功耗優(yōu)化的動態(tài)映射算法，包含區(qū)域協(xié)商與基于簇的應用映射兩個步驟，以優(yōu)化應用通信功耗為目標，動態(tài)地為多個

3、應用分配處理器單元。采用多組多媒體應用驗證了所提算法的有效性，相比常用的動態(tài)映射算法NN算法和Tree算法，最高可分別平均節(jié)省20.6%和24.8%的通信功耗，同時，可分別降低13%和16.67%的通信延時。
　　針對多個應用動態(tài)映射后形成的不規(guī)則區(qū)域，提出了一種不規(guī)則區(qū)域路由算法。該算法基于鄰接點狀態(tài)表實現(xiàn)數(shù)據(jù)包在不規(guī)則區(qū)域內(nèi)路由，能夠避讓關閉模式的路由器，且能夠利用直通模式路由器形成的開關連接路由，從而降低節(jié)點間的通信距離。實