NoC中VOQ路由器及鏈路容錯(cuò)技術(shù)研究.pdf

1、集成電路的不斷發(fā)展使得片上系統(tǒng)遇到了不可逾越的瓶頸問(wèn)題，片上網(wǎng)絡(luò)因其具有良好的可擴(kuò)展性、較高的通信效率和可靠性等優(yōu)勢(shì)成為了一種新型的互連架構(gòu)，被研究者們廣泛研究。路由器是片上網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵部件，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，影響著網(wǎng)絡(luò)的整體性能，故對(duì)路由器的容錯(cuò)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。NoC中數(shù)據(jù)包的傳輸需要經(jīng)過(guò)鏈路，且鏈路占據(jù)了芯片上的絕大部分面積，故對(duì)鏈路的容錯(cuò)尤為重要。論文主要工作如下:
　　(1)闡述了集成電路的發(fā)展、片上網(wǎng)絡(luò)的研究背

2、景。對(duì)常見(jiàn)的片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及片上網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)的容錯(cuò)方法進(jìn)行了介紹。
　　(2)路由器中緩沖區(qū)所占的面積較大，且常見(jiàn)的緩沖區(qū)容錯(cuò)方案都可能會(huì)產(chǎn)生頭阻塞問(wèn)題，因此需要設(shè)計(jì)一種容錯(cuò)路由器架構(gòu)，既可以解決頭阻塞問(wèn)題，又能實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)容錯(cuò)。本文提出一種相鄰虛通道循環(huán)共享的VOQ容錯(cuò)路由器設(shè)計(jì)，可以有效地容忍虛通道故障，在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)能最大程度的保證緩沖區(qū)的利用率，且在路由器內(nèi)部虛通道均故障時(shí)依舊可以保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通性。在基準(zhǔn)VOQ路由器的基礎(chǔ)

3、上，該文通過(guò)增加多個(gè)多路選擇器和數(shù)據(jù)分配器來(lái)實(shí)現(xiàn)相鄰虛通道的共享，增加旁路總線來(lái)保證即使輸入端口內(nèi)部虛通道均故障，路由器依舊可用。同時(shí)，該文設(shè)計(jì)了一種基于雙向隊(duì)列的FIFO控制器，通過(guò)兩套讀寫指針實(shí)現(xiàn)對(duì)借用虛通道數(shù)據(jù)包和非借用虛通道數(shù)據(jù)包的讀寫操作。
　　(3)為解決鏈路的故障問(wèn)題，該文將鏈路故障進(jìn)行粒度劃分，并提出了一種自適應(yīng)的鏈路容錯(cuò)方法。當(dāng)鏈路出現(xiàn)粗粒度故障時(shí)，重配置另一條鏈路的方向來(lái)傳輸數(shù)據(jù)包。當(dāng)鏈路出現(xiàn)細(xì)粒度故障時(shí)，結(jié)合