低功耗片上網(wǎng)絡及其映射研究.pdf

1、隨著VLSI（超大規(guī)模集成電路設計Very Large-Scaled Integrated Circuit）技術和工藝水平的不斷發(fā)展，單晶片上集成多個處理單元已經(jīng)成為可能，可以運行同構或者異構的應用。但是，集成電路的功耗卻成為一個很大的瓶頸，限制了其性能的進一步提高以及單晶片上核的數(shù)量的增多。事實上，能耗的問題不僅對限制芯片性能的進一步提高，還導致了芯片更高的熱點區(qū)域、降低了芯片的壽命、對芯片供電網(wǎng)絡的設計以及芯片的可測性等方面都帶來了

2、很大的挑戰(zhàn)。此外，能耗對于以電池供電的可移動設備來說是個更為關鍵的問題。NoC(Network-On-Chip)作為大規(guī)模并行處理器的首選架構，是未來芯片設計的發(fā)展方向，它不僅被廣泛應用于高性能服務器等大規(guī)模計算系統(tǒng)，也被移動和無線通信終端等嵌入式高性能SoC(System-On-Chip)設計所采用。因此近年來，一方面，節(jié)能意識的增強推動低功耗片上網(wǎng)絡設計技術的發(fā)展，另一方面，由于能耗上升導致的芯片溫度上升，進而對芯片性能和穩(wěn)定性的影

3、響也推進了工業(yè)界和學術界對低功耗片上網(wǎng)絡研究。
　　 論文詳細分析了片上網(wǎng)絡的功耗來源，包括:從電路級來分析有動態(tài)功耗和靜態(tài)功耗，從功耗建模層面上分析節(jié)點功耗、鏈路功耗、轉換功耗等。論文在對片上網(wǎng)絡功耗來源進行分析的基礎上，提出影響功耗NoC功耗的主要影響因素。論文從物理硬件層、系統(tǒng)軟件層、算法應用層分別對片上網(wǎng)絡低功耗技術進行了分析和總結，并在詳細闡述片上網(wǎng)絡映射問題的基礎上提出片上網(wǎng)絡低功耗映射模型。隨后，論文提出了改進的片

4、上網(wǎng)絡蟻群映射算法，并為驗證該映射算法對低功耗片上網(wǎng)絡性能的提升，結合具體應用進行了仿真實驗。論文比較了該改進蟻群算法與一般蟻群算法、粒子群算法的映射結果的優(yōu)劣。仿真實驗選取5組實驗結果進行了性能對比分析。實驗結果顯示改進的蟻群算法能夠在收斂速度、停滯現(xiàn)象等方面都有取得較好的性能;實驗數(shù)據(jù)還顯示改進蟻群算法對比一般蟻群算法而言，功耗平均優(yōu)化比例為69％。改進蟻群算法對比粒子群算法功耗的平均優(yōu)化比例為59％。實驗結果證明了改進的蟻群算法獲