片上網(wǎng)絡(luò)通信性能分析與優(yōu)化.pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，它對于解決片上多處理器之間的通信瓶頸，提高片上多處理器系統(tǒng)的性能，促進(jìn)高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展有著重要的意義。為了提高片上網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)效率，減少片上網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)周期和開發(fā)成本，研究一種能快速準(zhǔn)確地評估片上網(wǎng)絡(luò)性能的方法是有意義的。此外，由于片上通信環(huán)境的特殊性，片上網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)資源、面積和功耗等開銷有嚴(yán)格的限制，因此，研究在約束條件下片上網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)化方法是很必要的。
　　本論文正是針對上述問題，在以下

2、幾個(gè)方面對片上網(wǎng)絡(luò)的通信性能分析與優(yōu)化問題進(jìn)行了探索性研究：
　　1.從分析片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)特性和應(yīng)用特性入手，解決片上網(wǎng)絡(luò)通信性能的分析建模問題；對采用蟲洞機(jī)制的片上網(wǎng)絡(luò),本文利用半馬爾科夫過程描述了路由節(jié)點(diǎn)的各種狀態(tài)，并以此為基礎(chǔ)分析蟲洞機(jī)制路由節(jié)點(diǎn)的性能和片上網(wǎng)絡(luò)的通信性能。對采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)/虛切片交換機(jī)制的片上網(wǎng)絡(luò)，本文將路由節(jié)點(diǎn)中的各個(gè)輸入緩存抽象為排隊(duì)系統(tǒng)，通過對排隊(duì)系統(tǒng)的分析求解數(shù)據(jù)通過路由節(jié)點(diǎn)的延遲，并在此基礎(chǔ)上分析整

3、個(gè)片上網(wǎng)絡(luò)的通信性能。
　　2.在片上網(wǎng)絡(luò)緩存資源的約束下，提出新的片上網(wǎng)絡(luò)緩存資源優(yōu)化方法，以提高片上網(wǎng)絡(luò)通信性能；對片上網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)中的緩存資源，本文研究了緩存優(yōu)化配置的方法，以在不增加緩存總開銷的情況下提高片上網(wǎng)絡(luò)通信性能；對片上網(wǎng)絡(luò)接口中的緩存資源，本文研究了最佳的網(wǎng)絡(luò)接口緩存大小，以在保證數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)避免緩存浪費(fèi)。
　　3.在片上網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的約束下，研究了鏈路帶寬對片上網(wǎng)絡(luò)性能的影響，并對非均勻鏈路帶寬的片

4、上網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了仿真以修正片上網(wǎng)絡(luò)的通信性能分析模型。在此基礎(chǔ)上，本文提出了片上網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬的優(yōu)化設(shè)計(jì)算法，以降低系統(tǒng)對帶寬的需求，從而為片上網(wǎng)絡(luò)面積和功耗優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
　　4.研究了特定應(yīng)用在不同映射方案下對片上資源的需求，并基于蟻群優(yōu)化理論提出了約束條件下的片上網(wǎng)絡(luò)映射算法以降低片上網(wǎng)絡(luò)的開銷、提高片上網(wǎng)絡(luò)的性能；然后分別在延遲約束、緩存資源約束和帶寬資源約束的前提下驗(yàn)證了本文映射算法的可行性。
　　5.對片上網(wǎng)絡(luò)常