支持QoS路由器設計與驗證.pdf

1、隨著SoC應用越來越多，片上網(wǎng)絡作為一種新的片上通信架構，除了要提供基本的BE通信服務，還需要提供各種不同特定應用對通信帶寬、時延及時延抖動等QoS有保障要求的GS通信。如何提供能保障帶寬、時延及時延抖動的服務成為NoC設計中一項關鍵技術。因此，對片上網(wǎng)絡通信架構中的保障服務質(zhì)量通信研究具有非常重要的意義。
　　本文在深入分析片上網(wǎng)絡中保障服務質(zhì)量通信的基礎上，針對目前片上網(wǎng)絡保障服務質(zhì)量方案存在的問題，提出一種保障服務質(zhì)量算法，

2、將此算法與傳統(tǒng)BE路由算法結(jié)合，設計完成同時支持BE、GS的路由器，并對此路由器組成的片上網(wǎng)絡進行了性能評估。
　　首先，本文從面向連接與面向非連接方案異同、GS虛連接建立階段的設計難點以及GS數(shù)據(jù)傳輸階段需要解決的問題三方面進行了詳細的分析。
　　其次，在對片上網(wǎng)絡保障服務質(zhì)量方式分析基礎上，采用分布式建立GS虛連接，借鑒基于象限虛擬網(wǎng)絡自適應BE路由算法，提出帶回退機制的象限虛網(wǎng)絡自適應GS虛連接建立算法，提高了GS虛連

3、接的建立成功率。在GS數(shù)據(jù)傳輸階段，提出面向連接的QoS調(diào)度算法并理論證明了算法的正確性，該算法通過分布式地動態(tài)調(diào)整GS連接在每個路由器中的優(yōu)先級，來解決共享同一物理鏈路的不同GS連接之間的傳輸沖突問題，從而保障了時延、帶寬和時延抖動等QoS需求。該算法支持保障多種帶寬申請，有效解決了IP核對通信架構保障服務質(zhì)量多樣性的要求，并且，通過結(jié)合通過BE通道分配動態(tài)優(yōu)先級和監(jiān)控GS流量兩種方法，改善了BE服務質(zhì)量、提高了資源利用率。
　

4、　隨后，對算法進行了硬件建模，完成同時支持BE、GS路由器的RTL級建模，利用DesignCompiler對其進行邏輯綜合得到門級電路網(wǎng)表，利用SoCEncounter對網(wǎng)表進行布局布線得到最終版圖。同時，通過利用PrimeTime對網(wǎng)表進行靜態(tài)時序分析，利用formality進行形式驗證，保證了設計時序正確性及功能一致性。
　　最后，本文利用片上網(wǎng)絡性能評估平臺對設計路由器組成的片上網(wǎng)絡進行性能評估，結(jié)果表明，保障帶寬和零抖動，