異構(gòu)多核片上網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與映射方法研究.pdf

1、隨著集成電路的特征尺寸越來越小，工作頻率越來越高，基于總線架構(gòu)的片上系統(tǒng)(SoC，System on Chip)的可擴展性與并行性差以及全局同步困難等缺點逐漸顯露出來。為了克服這些缺點，滿足SoC設(shè)計的需求，片上網(wǎng)絡(luò)(NoC，Network onChip)的概念應(yīng)運而生。
　　在基于NoC的異構(gòu)多核系統(tǒng)中，NoC的設(shè)計直接決定著各個IP(IntellectualProperty)核之間的通信方式與通信效率，從而對系統(tǒng)性能有著至關(guān)重

2、要的影響。本文中為了滿足雙目運算的計算需求，設(shè)計一種雙端口NoC。這種NoC可以為一個資源節(jié)點同時提供兩路數(shù)據(jù)，從而達到利用NoC并行性特征隱藏通信時間，提高雙目運算計算效率的目的。
　　NoC映射作為NoC領(lǐng)域研究的熱點問題之一，其優(yōu)化方案直接決定著基于NoC系統(tǒng)的功耗、IP核之間的通信延時以及任務(wù)的執(zhí)行效率等性能指標(biāo)。然而，現(xiàn)有的NoC映射方法往往只針對特定的應(yīng)用情景，這對于應(yīng)用情景較多的異構(gòu)多核系統(tǒng)將使得不同的應(yīng)用情景性能差

3、異較大。因此，本文為了滿足異構(gòu)多核系統(tǒng)的應(yīng)用需求，研究一種面向通用計算領(lǐng)域的異構(gòu)多核系統(tǒng)靜態(tài)映射方法。
　　本文的主要工作如下:
　　1.針對單端口NoC的性能缺陷，設(shè)計一種雙端口NoC通信架構(gòu)，并采用“包電路連接(PCC，Packet Circuit Connected)”交換技術(shù)實現(xiàn)基于2D Mesh和基于2DTorus拓撲結(jié)構(gòu)的雙端口NoC。實驗結(jié)果表明:兩種雙端口NoC相比于單端口NoC和同維序雙端口NoC，都具有一

4、定的性能提升。
　　2.研究一種面向通用計算領(lǐng)域的異構(gòu)多核系統(tǒng)靜態(tài)映射方法，并使用該方法完成基于雙端口NoC異構(gòu)多核系統(tǒng)的靜態(tài)映射。在靜態(tài)映射過程中首先根據(jù)各個資源節(jié)點通信與計算特征抽象出相應(yīng)的通信特征圖，然后以建立鏈路成功率為優(yōu)化目標(biāo)確定評估方案，最后通過遺傳算法完成系統(tǒng)布局。
　　3.完成基于雙端口NoC異構(gòu)多核系統(tǒng)集成，并通過雙目運算實驗、矩陣乘實驗和FIR濾波實驗評估雙端口網(wǎng)絡(luò)的性能和靜態(tài)映射優(yōu)化后異構(gòu)多核系統(tǒng)的性能