片上網(wǎng)絡(luò)中擁塞感知的高效通信方法研究.pdf

1、作為一種新型的片上互連架構(gòu)，片上網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢在于可擴(kuò)展性強(qiáng)、低延和高帶寬。然而，片上網(wǎng)絡(luò)中的路由器故障以及路由器之間的鏈路故障都會造成網(wǎng)絡(luò)性能損失，進(jìn)而引起局部擁塞。此外，隨著單芯片上集成的核越來越多，片上網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)逐漸不能解決平面上長互連線問題。通過TSV實(shí)現(xiàn)層間堆疊的三維片上網(wǎng)絡(luò)很好地解決了以上問題。但由于制造工藝水平的限制和TSV資源利用率的提高，三維片上網(wǎng)絡(luò)中非全互連架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。本文為提高網(wǎng)絡(luò)通信效率，均衡網(wǎng)絡(luò)流量，充分利用

2、TSV資源，開展了深入系統(tǒng)的研究。論文主要工作如下:
　　(1)針對片上網(wǎng)絡(luò)中的路由器故障以及路由器之間的鏈路故障造成的網(wǎng)絡(luò)性能損失，提出了一種針對路徑故障與局部擁塞的NoC容錯路由算法。首先，設(shè)計了一種新穎的相隔節(jié)點(diǎn)間路徑故障模型，該模型下的路由器以較小的開銷為代價，動態(tài)感知兩跳以內(nèi)的路徑故障狀態(tài)。其次，提出了一種新穎的更能準(zhǔn)確反映網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)的擁塞模型來均衡網(wǎng)絡(luò)流量。最后，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)無故障時，算法保證走最優(yōu)路徑;有故障時，算法不僅

3、可以實(shí)現(xiàn)容錯還能保證網(wǎng)絡(luò)具有良好的性能。
　　(2)針對非全互連三維片上網(wǎng)絡(luò)中TSV資源利用率問題，提出了一種可復(fù)用仲裁器的TSV可重配置的高效通信方法。首先，本文在節(jié)點(diǎn)中添加SVC的設(shè)計，用于存儲層間通信的數(shù)據(jù);其次，將TSV設(shè)計成可重配置的通道，一旦滿足相關(guān)條件，配置成雙向通道，完成高效的層間傳輸;最后，設(shè)計一種可復(fù)用的仲裁器，實(shí)現(xiàn)對SVC中相關(guān)數(shù)據(jù)優(yōu)先仲裁。綜合以上設(shè)計，本文提出的設(shè)計方案可以減輕非全互連下的TSV擁塞情況，