片上網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)性能分析及布局算法的研究.pdf

1、目前，隨著集成電路規(guī)模的不斷增大和工作頻率的不斷提高，SoC共享總線顯然已經(jīng)無法滿足大規(guī)模系統(tǒng)的需要。片上網(wǎng)絡NoC把若干IP核通過網(wǎng)絡互連在芯片上實現(xiàn)了超級系統(tǒng)，從體系結(jié)構(gòu)上徹底解決片上通訊的瓶頸問題。它采用網(wǎng)絡的通訊方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)總線通訊方式，提供異步通訊機制，解決了傳統(tǒng)總線采用單一時鐘同步的通訊瓶頸問題。
　　布局正是對片上網(wǎng)絡通訊方式進行優(yōu)化的一種技術(shù)。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)布局屬于集成電路系統(tǒng)層的范疇。通過布局技術(shù)的研究，為每一種網(wǎng)

2、絡拓撲結(jié)構(gòu)映射一種合理的片上物理結(jié)構(gòu)，在映射后的物理結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)網(wǎng)絡的互連通信達到優(yōu)化性能和降低功耗的目的。在這篇論文中，首先介紹了當前國內(nèi)外對NoC拓撲結(jié)構(gòu)研究的現(xiàn)狀，然后對這些結(jié)構(gòu)進行了性能分析，在此基礎上提出了蜘蛛網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)。通過對節(jié)點度，網(wǎng)絡直徑，連通度，平均最短路徑，平均最短布線等網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)屬性的比較，得出蜘蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有較大的節(jié)點度，較小的網(wǎng)絡直徑和較短的平均最短路徑等優(yōu)點。此外，蜘蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)還有可平面化的優(yōu)勢，這使得在芯片布局

3、上大大減小芯片的生產(chǎn)成本，具有較高的性價比。
　　映射是對網(wǎng)絡物理布局中IP核的位置和尺寸，路由器的設置，應用程序的執(zhí)行進行綜合的過程，映射必須滿足應用的設計面積，能量和時延的要求。為此，在本文中我們提出了三種布局算法。隨機布局算法是在盡可能多的相互無關的布局中選擇一種最優(yōu)的布局。窮舉布局算法是通過窮舉所有布局來找到一種最優(yōu)的布局，這種算法有較好的布局效果和較強的整體優(yōu)化能力，但有較高的復雜度。隨機窮舉布局算法是在隨機初始化布局的