基于環(huán)形拓?fù)涞钠暇W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)與性能評(píng)估研究.pdf

1、隨著并行計(jì)算復(fù)雜度的不斷提升與片上IP(Intellectual Property)數(shù)量的急劇增長(zhǎng)，系統(tǒng)芯片(SoC，System-on-Chip)設(shè)計(jì)能夠勝任日益復(fù)雜的、高性能需求的工作。然而工藝尺寸的不斷減小和實(shí)際應(yīng)用對(duì)性能需求的持續(xù)提高，使傳統(tǒng)總線式的片上通信架構(gòu)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。新興的片上通信技術(shù)——片上網(wǎng)絡(luò)(NoC，Network-on-Chip)以其強(qiáng)大的并行處理能力、出色的靈活可擴(kuò)展的通信架構(gòu)等特點(diǎn)，而替代傳統(tǒng)總線，成為了

2、片上系統(tǒng)的通信架構(gòu)研究熱點(diǎn)。
　　 本文以基于環(huán)形拓?fù)涞腘oC通信架構(gòu)為研究對(duì)象，分別對(duì)其架構(gòu)設(shè)計(jì)、建模與仿真方法、性能評(píng)估技術(shù)進(jìn)行探索研究，創(chuàng)新地設(shè)計(jì)了兩種基于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的新型NoC通信架構(gòu)——基于中央控制器的多環(huán)NoC與基于虛通道的多環(huán)NoC，系統(tǒng)地描述了以上兩種新型NoC架構(gòu)的設(shè)計(jì)流程、核心組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法以及通信機(jī)制的設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，分別采用寄存器傳輸級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)兩個(gè)不同抽象層次的對(duì)其建立仿真模型并進(jìn)行性能評(píng)估，分析了其

3、各自在通信性能方面的優(yōu)勢(shì)與不足。
　　 片上網(wǎng)絡(luò)具有巨大的設(shè)計(jì)空間，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多樣化、通信協(xié)議復(fù)雜、配置參數(shù)眾多等選擇問題，構(gòu)成了其設(shè)計(jì)初期應(yīng)解決的重要問題之一——選擇最適合的架構(gòu)。本文提出了一種高層次時(shí)鐘精確級(jí)的NoC通信架構(gòu)性能評(píng)估仿真平臺(tái)，系統(tǒng)地描述了高層次NoC仿真模型構(gòu)建方法，它支持網(wǎng)格和環(huán)形兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)NoC的仿真，克服了傳統(tǒng)仿真器單一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局限性;采用事務(wù)級(jí)建模與高層軟件抽象方法構(gòu)建，在保證評(píng)估仿真可靠性的同時(shí)