支持虛通道動(dòng)態(tài)分配的片上網(wǎng)絡(luò)路由器研究.pdf

1、作為一種全新的IC芯片設(shè)計(jì)體系架構(gòu)，片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)通過借鑒計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的思想，解決了存在于片上系統(tǒng)(SoC)中的擴(kuò)展性差、時(shí)鐘管理難、地址空間有限等問題。在不久的將來，NoC設(shè)計(jì)技術(shù)極有可能取代SoC，成為IC芯片設(shè)計(jì)的主流解決方案。路由器是NoC系統(tǒng)的核心部件，直接決定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。本文以支持虛通道動(dòng)態(tài)分配的NoC路由器作為研究目標(biāo)，對(duì)該類路由器架構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與組成模塊進(jìn)行了詳盡的分析與探索。并針對(duì)此類路由器通信流水線過長、通道

2、分配仲裁多等導(dǎo)致的延時(shí)問題，提出了一種支持虛通道動(dòng)態(tài)分配的低延時(shí)片上網(wǎng)絡(luò)路由器架構(gòu)。
　　設(shè)計(jì)將Speculation和Lookahead兩種低延時(shí)策略應(yīng)用到支持虛通道動(dòng)態(tài)分配的NoC路由架構(gòu)上，形成混合低延時(shí)路由。該路由架構(gòu)主要從三個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)了低延時(shí)的要求:其一，Speculation，該策略針對(duì)已經(jīng)在快速虛通道(VC)分配模塊完成VC分配的微片，控制交換開關(guān)分配器(SA)仲裁啟動(dòng)，達(dá)到虛通道分配器(VA)與SA并行執(zhí)行的目的

3、，降低了節(jié)點(diǎn)內(nèi)數(shù)據(jù)包處理延時(shí);其二，快速分配模塊，可提前快速實(shí)現(xiàn)VC分配，有助于更好的實(shí)現(xiàn)VA與SA的并行，其通過與下一個(gè)時(shí)鐘周期的快速分配請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行必要的邏輯操作，實(shí)現(xiàn)輸出端口與VC分配控制信號(hào)的快速產(chǎn)生;其三，Lookahead，該策略通過在上一路由提前實(shí)現(xiàn)部分微片進(jìn)行路由計(jì)算，將帶有路由計(jì)算結(jié)果的bypass微片與普通微片一起路由到本級(jí)路由，到達(dá)本級(jí)路由的bypass微片會(huì)被緩存在輸入通道，無需在經(jīng)過路由計(jì)算，此過程減輕了本級(jí)路