基于跨層設計的MPSoC核間高可靠通信體制研究.pdf

1、隨著芯片集成度的提高和芯片特征尺寸的縮小，在單個芯片中集成的核心數目已經越來越多。片上網絡由于其擴展性好、通信帶寬高等特點，已經成為目前片上多核系統(tǒng)核間主流互連方案。但隨著芯片特征尺寸的持續(xù)縮減，片上網絡的故障率受串擾、耦合、單粒子翻轉等因素的影響而持續(xù)增加，因此片上網絡的容錯設計成為近年來一個重要的研究熱點。由于容錯設計將不可避免的引入各種開銷，如何平衡可靠性和開銷就成為了核間通信體制的研究重點。本文對片上網絡鏈路上的瞬時故障進行研究

2、，提出了一套基于跨層設計的高可靠性核間通信體制。該體制不但可以有效提升核間通信的可靠性，而且不會引入過多的面積和功耗開銷。
　　首先，本文對片上網絡的故障種類、故障成因及故障建模展開研究，指出現有片上網絡鏈路容錯方法存在諸如開銷大等方面的問題。針對這些問題，本文采用了更合理、更直觀的比特故障模型來表征片上網絡的鏈路故障，并以該模型為基礎開展容錯傳輸方案的研究和設計。
　　其次，本文針對數據包的可達性問題，提出了一種基于跨層設

3、計的包頭高可靠檢糾錯方法，用于保護包頭中的關鍵路由信息。該容錯設計主要由路由器中的輕量級檢錯模塊、網絡接口中的糾錯模塊以及相關的控制邏輯三部分組成。其中，包頭在數據鏈路層進行檢錯，然后在傳輸層采用譯碼單元進行糾錯，從而為包頭提供高可靠性，以保證數據包能夠到達正確的目的地。
　　隨后，在數據包可達的基礎上，本文分析了片上網絡低開銷高可靠的優(yōu)化空間，對有效載荷進行低開銷高可靠的容錯設計。該設計采用（72,64）漢明碼在傳輸層對有效載荷