高性能NoC路由器結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、隨著片上系統(tǒng)(System on Chip,SoC)集成IP(Intellectual Property)核的數(shù)量越來越多,基于總線技術(shù)的SoC設(shè)計遇到了一系列瓶頸,如吞吐量受限,能耗和面積迅速增加,全局時鐘難以同步,系統(tǒng)擴(kuò)展性受限等,這大大制約了芯片規(guī)模的擴(kuò)大和性能的提高。為了克服總線結(jié)構(gòu)的不足,一些研究組織提出一種新的互連結(jié)構(gòu)——片上網(wǎng)絡(luò)(Network-on-Chip,NoC)。
　　 路由器作為片上互連網(wǎng)絡(luò)的通信節(jié)點,在

2、網(wǎng)絡(luò)中完成數(shù)據(jù)的接收和轉(zhuǎn)發(fā),是片上網(wǎng)絡(luò)最重要的組成部分?；ミB網(wǎng)絡(luò)的性能主要取決于路由器的構(gòu)造。本文針對規(guī)則二維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),進(jìn)行相關(guān)路由器結(jié)構(gòu)的研究,主要工作有以下兩個方面:
　　 1.對片上網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有路由器結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析比較,提出了Po-Ne路由器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)分為兩類,正方向流量和負(fù)方向流量兩個部分。這兩個部分是完全獨立和對稱的,每一部分有獨立的仲裁和判斷邏輯。與當(dāng)前路由器結(jié)構(gòu)相比,Po-Ne采用路徑分組和規(guī)模更小的交叉

3、開關(guān)減小了輸出端口的競爭率。并且結(jié)構(gòu)本身有一定的容錯功能。
　　 2.提出了一種高效路由器結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)采用靈活的緩存分配策略和簡單的Bus結(jié)構(gòu),簡稱B-G。雖然目前基于總線的SoC結(jié)構(gòu)逐漸被基于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)代替,但是由于總線結(jié)構(gòu)簡單有效,還有很大的應(yīng)用空間。最初的NoC路由器是集中緩存組織,缺點是帶寬和時延不能保證。這個問題可以通過設(shè)置虛信道來解決。但是小而多的虛信道容易造成鏈路利用率低下。結(jié)構(gòu)通過在一個緩存內(nèi)部動態(tài)設(shè)置多個FIFO