針對(duì)于片上網(wǎng)絡(luò)的低功耗互連設(shè)計(jì).pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)是一種用于多處理器片上系統(tǒng)(MPSoC)的新型通信方法。該技術(shù)采用基于網(wǎng)絡(luò)通訊的系統(tǒng)架構(gòu)，不僅提高了通信效率，而且改善了可擴(kuò)展性。同時(shí)，片上網(wǎng)絡(luò)的引入有效地解決了傳統(tǒng)的總線式 SoC中出現(xiàn)的全局同步、帶寬受限和功耗等問(wèn)題。然而，隨著集成電路工藝地逐步發(fā)展，特別是進(jìn)入深亞微米工藝以后， NoC中互連結(jié)構(gòu)引起的串?dāng)_等非理想效應(yīng)帶來(lái)了功耗、延時(shí)和可靠性等一系列問(wèn)題。因此如何設(shè)計(jì)高速低功耗的NoC互連結(jié)構(gòu)成為片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)研究的

2、熱點(diǎn)之一。
　　針對(duì)NoC中互連的功耗問(wèn)題，提出了一種新型具有抑制串?dāng)_能力的低功耗編碼——AGM。該編碼的低功耗部分采用在低功耗自校準(zhǔn)編碼(SCG)的基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的GM編碼。同時(shí)，為了提高編碼抑制串?dāng)_的能力引入時(shí)間編碼技術(shù)。該編碼的編解碼器結(jié)構(gòu)中還加入了并串/串并轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)減少互連線數(shù)量的方式降低互連功耗和節(jié)約布線資源。仿真結(jié)果表明，對(duì)于32bit隨機(jī)數(shù)據(jù)源，AGM編碼將互連線功耗降低了37.51％。
　　為了進(jìn)一步降

3、低NoC的互連功耗，采用低功耗編碼與低擺幅技術(shù)結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。在發(fā)送電路中，先進(jìn)行AGM低功耗編碼，再采用一種基于電荷分享的電容型低擺幅發(fā)送電路(CCS)將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。AGM編碼有效地降低數(shù)據(jù)的翻轉(zhuǎn)率，CCS電路將電容預(yù)加重型技術(shù)和電荷分享型技術(shù)相結(jié)合，不但降低了數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)的擺幅，而且使得信號(hào)在“0→1”跳變時(shí)無(wú)需從VDD獲取能量，從而使互連線動(dòng)態(tài)功耗直接減半，同時(shí)該電路還繼承了電容預(yù)加重型電路的高帶寬優(yōu)點(diǎn)。在接收電路中，利用AC耦合電

4、阻反饋反相器(CRFI)將信號(hào)偏置在VDD/2附近，同時(shí)轉(zhuǎn)換為RZ脈沖信號(hào)。最后通過(guò)遲滯比較器將信號(hào)還原為全擺幅信號(hào)，并通過(guò)AGM解碼器還原數(shù)據(jù)信息?；赟MIC65nm工藝，采用Cadence IC610軟件對(duì)其進(jìn)行仿真，結(jié)果表明，CCS電路和AGM編碼結(jié)合的方式能夠有效的降低互連線上的功耗，同時(shí)提高了其抑制串?dāng)_的能力。相比于不使用AGM編碼的全擺幅電路，單獨(dú)使用AGM編碼和CCS低擺幅電路在降低功耗方面分別為40％和72％左右，而采