基于NoC模擬器的片上網(wǎng)絡(luò)的性能研究.pdf

1、H錄目錄s:?I—^?inAbstract?IV第一章緒論?1l.i片上系統(tǒng)?11.2片上網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀?41.3本文的研究背景和結(jié)構(gòu)安排?7第二章片上網(wǎng)絡(luò)模擬器?112.1片上網(wǎng)絡(luò)模擬器?112.1.1解析模型?122.1.2NoC模擬器?132.2幾種常見的片上網(wǎng)絡(luò)模擬器?172.2.1?Nirgam模擬器?172.2.2?FIST模擬器?182.3片上網(wǎng)絡(luò)模擬器Wmsim?192.4支持虛擬通道的片上網(wǎng)絡(luò)模擬器Vwmsim?25第

2、三章虛擬通道對網(wǎng)絡(luò)性能的影響?303.1單通道大小對網(wǎng)絡(luò)性能的影響?303.1.1不同數(shù)據(jù)包注入率對吞吐率和延遲的影響分析?303.1.2不同數(shù)據(jù)包大小對吞吐率和延遲的影響分析?333.2虛擬通道個數(shù)對網(wǎng)絡(luò)性能的影響?363.21不同數(shù)據(jù)包注入率對吞吐率和延遲的影響分析?363.22不同數(shù)據(jù)包大小對吞吐率和延遲的影響分析?38第四章固定資源的寄存器資源對網(wǎng)絡(luò)性能的影響?414.1虛擬通道個數(shù)的設(shè)置對網(wǎng)絡(luò)性能的影響?414.1.1隨機(jī)實(shí)例

3、的模擬?414.1.2多個應(yīng)用實(shí)例網(wǎng)絡(luò)性能的模擬?434.2數(shù)據(jù)包大小的設(shè)計(jì)對網(wǎng)絡(luò)性能的影響?444.3誠?47I摘要摘要目前，片上網(wǎng)絡(luò)（NetwkonChip)結(jié)構(gòu)是片上系統(tǒng)（SystemonChip)所應(yīng)用的主流通信結(jié)構(gòu)。與其他傳統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)，例如總線結(jié)構(gòu)相比，片上網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單且規(guī)則，處理模塊和存儲模塊的可重用性好、設(shè)計(jì)參數(shù)的可預(yù)測性、集成度的可擴(kuò)展性，通信的并發(fā)性，適合應(yīng)用于尺寸不斷減小的集成電路中數(shù)據(jù)的通信。當(dāng)數(shù)據(jù)在應(yīng)用這

4、種結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸時，通信網(wǎng)絡(luò)能夠保證較高的數(shù)據(jù)吞吐率和較低的網(wǎng)絡(luò)延遲，同時不會造成由于大量數(shù)據(jù)傳輸所帶來的過多能量損耗。片上網(wǎng)絡(luò)雖然作為目前的片上系統(tǒng)的最佳數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)，但對片上網(wǎng)絡(luò)的研究是在最近的十幾年中才開始進(jìn)行，因此，有許多關(guān)于片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的問題還有待解決。針對當(dāng)前的片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)展到十分完善的地步，仍然有很多地方值得探索和改進(jìn)，有很多大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)一直在不遺余力的研究片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提出新的優(yōu)化方案，改進(jìn)現(xiàn)有片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)

5、構(gòu)的種種缺陷，提高片上網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)并減小設(shè)計(jì)片上網(wǎng)絡(luò)的硬件開銷。使用片上網(wǎng)絡(luò)模擬器對片上網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬仿真是一種主流的研究片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方法之一，片上網(wǎng)絡(luò)模擬器能夠周期準(zhǔn)確地模擬真實(shí)的片上網(wǎng)絡(luò)在一定的周期下的數(shù)據(jù)傳輸狀況，記錄某時刻網(wǎng)絡(luò)中某個通信通道的數(shù)據(jù)包屬性或者某個通信通道的堵塞狀況，研究人員能夠從中找到找出這些問題的原因，從而能夠提出解決方案來優(yōu)化網(wǎng)路。本文針對片上網(wǎng)絡(luò)中所使用的虛擬通道，這一能夠解決網(wǎng)絡(luò)死鎖問題、提高網(wǎng)絡(luò)性能的技

6、術(shù)，使用了周期準(zhǔn)確的片上網(wǎng)絡(luò)模擬器仿真具有虛擬通道的片上網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸過程，記錄并統(tǒng)計(jì)了在固定的周期內(nèi)，片上網(wǎng)絡(luò)的平均數(shù)據(jù)吞吐率和一個數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)钠骄訒r，并和單通道的網(wǎng)絡(luò)傳輸性能作比較。接下來通過增加虛擬通道的個數(shù)，在相同硬件資源，不同的數(shù)據(jù)包注入率和數(shù)據(jù)包大小的條件下，進(jìn)行片上網(wǎng)絡(luò)的性能仿真，通過比較這些仿真結(jié)果的優(yōu)劣，找出最佳的片上網(wǎng)絡(luò)的虛擬通道的設(shè)計(jì)方案以滿足網(wǎng)絡(luò)的性能要求。同時，評估并設(shè)計(jì)了在虛擬通道最佳設(shè)計(jì)方案中所傳