片上網(wǎng)絡(luò)容錯路由算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）是解決多處理器系統(tǒng)上通信問題的一個新的設(shè)計方法。在片上網(wǎng)絡(luò)中，兩個處理單元之間通過發(fā)送數(shù)據(jù)包來通信。這樣的通信方式就解決了在片上系統(tǒng)（SoC）中面臨的全局時鐘很難同步和長延時的問題。另外，片上網(wǎng)絡(luò)中的兩個結(jié)點之間存在多條路徑，這些冗余的路徑可以提高通信的帶寬，并支持并發(fā)通信。
　　然而，當前的超大規(guī)模集成電路技術(shù)已經(jīng)可以在單個片上網(wǎng)絡(luò)芯片上集成成百上千個處理核。這樣的大型的多核系統(tǒng)是很容易受到故障的影響的，因此在

2、片上網(wǎng)絡(luò)上引入容錯技術(shù)是十分必要的。在容錯技術(shù)中，容錯路由技術(shù)是一個很常見并且很重要的一個技術(shù)。
　　在容錯路由算法中一種常見的方法就是把故障結(jié)點包含在若干個矩形或多邊形的故障區(qū)域中。在路由的過程中，如果數(shù)據(jù)包遇到了一個這樣的故障區(qū)域，路由算法就會把數(shù)據(jù)包繞著故障區(qū)域的邊界路由，從而避開故障區(qū)域。為了形成這樣的故障區(qū)域，一些沒有故障的結(jié)點會被犧牲掉。正是這些被犧牲掉的結(jié)點和故障結(jié)點的集合組成了網(wǎng)絡(luò)中的故障區(qū)域。這些被犧牲掉的結(jié)點既

3、不能發(fā)送有不能接收數(shù)據(jù)包，就等同于一個故障結(jié)點。然而在這些故障區(qū)域中很可能存在由這些被犧牲掉的結(jié)點組成的貫穿整個故障區(qū)域的通路，這些通路可以被用來正常的來路由數(shù)據(jù)包。然而，所有的使用故障區(qū)域的算法都把這些存在于故障區(qū)域中的通路給忽略掉了。
　　為了解決這個問題，本文提出了一個可以利用在故障區(qū)域中由被犧牲掉的結(jié)點組成的通路來路由數(shù)據(jù)包的算法。使用這個算法的數(shù)據(jù)包可以不用繞著故障區(qū)域路由，而是直接的穿過故障區(qū)域，這樣它的傳輸路徑就縮短

4、了。這可以直接的減小網(wǎng)絡(luò)的總的通信延時。另外，在本文的算法中，對故障區(qū)域中通路的使用是有條件的。只有在滿足條件的前提下，一個數(shù)據(jù)包才可以使用這些通路。這樣，一些轉(zhuǎn)彎就可以被禁止掉，死鎖也就不會發(fā)生了。本文的算法可以在不使用虛通道的條件下避免死鎖的發(fā)生。
　　然后，我們使用一個基于 SystemC的周期精確的片上網(wǎng)絡(luò)仿真平臺來評價本文提出的算法。我們精心的設(shè)計了這個仿真平臺，使得仿真平臺的參數(shù)很容易配置。這些參數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，路由算