多核處理器中片上網(wǎng)絡(luò)的事務(wù)級(jí)建模與評(píng)估.pdf

1、半導(dǎo)體工藝進(jìn)入深亞微米級(jí)以后，作為最常見(jiàn)數(shù)字系統(tǒng)芯片的SoC電路規(guī)模進(jìn)一步增大，傳統(tǒng)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)片上互聯(lián)受到了總線(xiàn)效率低下、布線(xiàn)延時(shí)突出、高頻率下數(shù)據(jù)同步復(fù)雜、設(shè)計(jì)復(fù)雜度激增等問(wèn)題的制約，限制了SoC的應(yīng)用和發(fā)展。片上網(wǎng)絡(luò)從體系結(jié)構(gòu)上解決了總線(xiàn)式SoC的弊端，以良好的空間擴(kuò)展性和并行通信能力，解決了主從式總線(xiàn)的效率浪費(fèi)問(wèn)題，同時(shí)分組交換的通信方式也為單時(shí)鐘頻率下的數(shù)據(jù)同步問(wèn)題提供了解決方案。然而，不同的片上網(wǎng)絡(luò)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由算法、交換機(jī)制

2、、緩存深度、虛擬通道數(shù)量等方面都可能存在差異。探索每個(gè)片上網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)性能的影響對(duì)于設(shè)計(jì)出既能滿(mǎn)足系統(tǒng)性能要求又能最大化降低系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)的片上網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。
　　本文圍繞片上網(wǎng)絡(luò)的事務(wù)級(jí)建模方法和基于事務(wù)級(jí)片上網(wǎng)絡(luò)模型的評(píng)估應(yīng)用展開(kāi)研究，旨在于片上網(wǎng)絡(luò)或多核處理器硬件設(shè)計(jì)之前對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)的性能和系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)做出預(yù)估，為系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)提供適當(dāng)?shù)膮⒖?。在片上網(wǎng)絡(luò)事務(wù)級(jí)模型的基礎(chǔ)之上，通過(guò)在模型中集成特征流量生成模型和開(kāi)源的嵌入式

3、處理器模型，分別研究、設(shè)計(jì)了用于探索片上網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)性能影響的片上網(wǎng)絡(luò)評(píng)估模型和用于指導(dǎo)多核系統(tǒng)軟件劃分、設(shè)計(jì)和調(diào)試的多核處理器系統(tǒng)事務(wù)級(jí)模型。本文所做的主要工作包括:
　　(1)提出了一套片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法。即先對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高層次建模，在模型的基礎(chǔ)上根據(jù)片上網(wǎng)絡(luò)性能表現(xiàn)調(diào)整片上網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，探索出既能滿(mǎn)足應(yīng)用性能要求又具有最低硬件開(kāi)銷(xiāo)的片上網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而使用探索出的最優(yōu)參數(shù)實(shí)現(xiàn)片上網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)計(jì)。
　　(2)提出了一種事

4、務(wù)級(jí)的片上網(wǎng)絡(luò)模型。將片上網(wǎng)絡(luò)分為網(wǎng)絡(luò)接口、路由器和網(wǎng)絡(luò)鏈路三部分分別進(jìn)行事務(wù)級(jí)建模，使用TLM2.0標(biāo)準(zhǔn)接口封裝的片上網(wǎng)絡(luò)組件模型可以方便的連接在一起，組成任意結(jié)構(gòu)的片上網(wǎng)絡(luò)模型。
　　(3)提出了一種基于特征流量的片上網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估模型，并依托這種模型從片上網(wǎng)絡(luò)注入率、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、緩存深度、數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度和虛擬通道數(shù)量五個(gè)方面探索了片上網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)性能的影響。
　　(4)通過(guò)集成接口兼容的嵌入式處理器，提出了一種可運(yùn)行嵌入