基于多FPGA的3DNoC動態(tài)可配置仿真平臺研究與設(shè)計.pdf

1、三維片上網(wǎng)絡(luò)相比二維片上網(wǎng)絡(luò)具有更好的網(wǎng)絡(luò)通信性能，其體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計方法也更加復(fù)雜，為靈活、準(zhǔn)確、高效地對3D NoC進(jìn)行仿真，構(gòu)建一個基于多FPGA的3D NoC動態(tài)可配置仿真平臺具有非常重要的意義。
　　論文首先研究了3D NoC的體系結(jié)構(gòu)特征與性能評價指標(biāo)，提出了一種模塊化與參數(shù)化的3D NoC系統(tǒng)建模方案，采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由結(jié)構(gòu)、路由算法、通信鏈路與流量模型等5類參數(shù)對3D NoC的資源節(jié)點、路由節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)接口與通信鏈路等

2、4個功能模塊進(jìn)行建模。針對現(xiàn)有多數(shù)仿真平臺存在的配置不夠靈活或者評估效率低等缺點，設(shè)計了基于多FPGA的3D NoC動態(tài)可配置仿真平臺RcEF3Ns。該平臺將3D NoC的水平層和垂直層分別構(gòu)建于單獨的FPGA，并在FPGA中設(shè)計了具有多種參數(shù)可配置的基本單元R-Cell與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)交叉矩陣TCM，可通過上位機(jī)圖形化配置軟件實現(xiàn)3D NoC的重構(gòu)設(shè)計，并在 DNV6F6PCIe開發(fā)板上進(jìn)行仿真。RcEF3Ns仿真平臺具有配置靈活、周期級精

3、確、可拓展性和可伸縮性強(qiáng)等特點，評估效率比同類硬件仿真平臺提升10倍以上。
　　在對3D NoC建模與仿真的基礎(chǔ)上，提出了一種熱/流感知的高性能3D NoC設(shè)計方法，將混合型3D NoC的垂直總線設(shè)計成頻率動態(tài)可調(diào)的DFSB總線，并通過垂直總線動態(tài)調(diào)頻策略TFSP與溫度熱點感知自適應(yīng)路由策略HAAR協(xié)同進(jìn)行散熱管理，兩種策略分別從時間與空間上對通信流量的分布進(jìn)行引導(dǎo)，使混合型3D NoC系統(tǒng)達(dá)到熱/流均衡。該散熱管理方案在滿足散熱