基于片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)階段若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著深亞微米集成工藝技術(shù)的成熟，單一芯片上集成的IP核數(shù)目越來(lái)越多，片上系統(tǒng)采用的基于分段式總線和共享總線的互連結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能匹配快速發(fā)展的通信需求，傳統(tǒng)的片上系統(tǒng)開(kāi)始面臨在通信帶寬、通信功耗、全局同步等各方面出現(xiàn)的局限性問(wèn)題。所以，近年來(lái)研究學(xué)者們?yōu)榱藦氐捉鉀Q總線結(jié)構(gòu)通信模式帶來(lái)的局限性，把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引進(jìn)到芯片設(shè)計(jì)中來(lái)，片上網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。片上網(wǎng)絡(luò)為了滿足了單一芯片上包含上百個(gè)處理器時(shí)候的系統(tǒng)性能要求，采用路由和分組交換技術(shù)取代共享總

2、線，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與計(jì)算協(xié)議的交換構(gòu)成了具有計(jì)算、通信功能的完整系統(tǒng)，從而在體系結(jié)構(gòu)上解決了共享總線的弊端和規(guī)模日益擴(kuò)大的系統(tǒng)內(nèi)部的通信問(wèn)題。布圖規(guī)劃階段作為芯片物理設(shè)計(jì)的第一個(gè)階段，是影響整個(gè)芯片性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，布圖規(guī)劃問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)的功耗、延遲等性能均有很大影響，所以從多個(gè)角度研究更好的布圖規(guī)劃算法非常必要。
　　本文研究了片上網(wǎng)絡(luò)布圖規(guī)劃算法，主要完成了以下工作。第一，本文針對(duì)模擬退火收斂速度慢，優(yōu)化效率低的缺點(diǎn)，對(duì)搜索策略和概

3、率性的劣向轉(zhuǎn)移作出了改進(jìn)，并將改進(jìn)后的模擬退火思想引入粒子群優(yōu)化算法中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在與傳統(tǒng)的模擬退火算法的比較中，本文提出的混合算法在布圖階段的處理時(shí)間上最高可節(jié)省73.7％，延長(zhǎng)降低比例最高達(dá)到了51.323％，吞吐量方面的平均漲幅3.67％，最高漲幅達(dá)到13.03％。第二，本文提出一種多目標(biāo)算法引入進(jìn)粒子群優(yōu)化算法中，在多目標(biāo)尋優(yōu)過(guò)程中利用pareto最優(yōu)解的思想來(lái)協(xié)調(diào)各個(gè)子目標(biāo)之間可能會(huì)出現(xiàn)矛盾的情況，并通過(guò)理論實(shí)驗(yàn)證明，多目