多路徑最短路由NoC的網(wǎng)絡(luò)演算模型及性能優(yōu)化.pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(NoC)日趨成熟，并已開(kāi)始逐步應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。NoC最差情形性能評(píng)估是NoC設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，然而對(duì)其進(jìn)行的研究工作相比對(duì)NoC平均性能的研究來(lái)說(shuō)卻較少。了解NoC的最差情形性能有利于設(shè)計(jì)者清楚片上網(wǎng)絡(luò)的性能邊界，增強(qiáng)設(shè)計(jì)信心。本文以網(wǎng)絡(luò)演算為基礎(chǔ)，以多路徑最短路由NoC中最差情形延遲上界為研究對(duì)象，建立最差情形性能下的延遲上界分析模型，構(gòu)建片上沖突預(yù)測(cè)機(jī)制，并提出優(yōu)化策略對(duì)最差情形延遲上界進(jìn)行優(yōu)化。主要工作如下:
　　

2、(1)多出口聚集流分析模型
　　針對(duì)現(xiàn)有Fidler分析模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)最差情形延遲上界計(jì)算不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題，利用單出口聚集流分析模型在求解等價(jià)服務(wù)曲線時(shí)處理自由參量的特點(diǎn)，本文構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)演算的多出口聚集流分析模型，使得求解過(guò)程更加方便，求解結(jié)果同仿真結(jié)果之間的差值相對(duì)Fidler模型平均優(yōu)化達(dá)72.2％。
　　(2)描述片上網(wǎng)絡(luò)沖突情況
　　針對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)沖突情況復(fù)雜問(wèn)題，本文構(gòu)建沖突矩陣來(lái)描述網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)流之間的沖突信息，該

3、沖突矩陣中元素包含沖突業(yè)務(wù)流的流量特性以及其拆分情況。沖突矩陣可以清楚的表明目標(biāo)業(yè)務(wù)流在各個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的沖突情況。在清楚網(wǎng)絡(luò)沖突情況后，可以得到目標(biāo)業(yè)務(wù)流每條子路徑上的沖突大小。
　　(3)電阻非均勻拆分策略
　　針對(duì)多路徑路由片上網(wǎng)絡(luò)擁塞嚴(yán)重的問(wèn)題，本文提出了電阻非均勻拆分策略。首先使用沖突矩陣得到各子業(yè)務(wù)流路徑?jīng)_突系數(shù)大小，描述路徑?jīng)_突大小的沖突系數(shù)可以看作該路徑的“電阻”，然后類比并聯(lián)電路電流分配方法，提出電阻非均勻拆分

4、策略來(lái)進(jìn)行目標(biāo)業(yè)務(wù)流的流量分配。以此來(lái)將大部分?jǐn)?shù)據(jù)流發(fā)往沖突較小的路徑，小部分?jǐn)?shù)據(jù)流發(fā)往沖突較大的路徑，從而均衡負(fù)載和優(yōu)化最差情形延遲上界。采用該策略相對(duì)均勻拆分的多路徑路由片上網(wǎng)絡(luò)在延遲上界方面有平均5％的優(yōu)化。
　　(4)基于Verilog的RTL級(jí)仿真平臺(tái)
　　針對(duì)現(xiàn)有仿真平臺(tái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)電阻非均勻拆分策略的問(wèn)題，本文搭建了基于Verilog的RTL級(jí)仿真平臺(tái)，該仿真平臺(tái)將電阻非均勻拆分模塊封裝在一個(gè)離線控制核中，并使用該