多路徑最短路由NoC的網(wǎng)絡(luò)演算模型及性能優(yōu)化.pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(NoC)日趨成熟，并已開始逐步應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。NoC最差情形性能評估是NoC設(shè)計的重要指標，然而對其進行的研究工作相比對NoC平均性能的研究來說卻較少。了解NoC的最差情形性能有利于設(shè)計者清楚片上網(wǎng)絡(luò)的性能邊界，增強設(shè)計信心。本文以網(wǎng)絡(luò)演算為基礎(chǔ)，以多路徑最短路由NoC中最差情形延遲上界為研究對象，建立最差情形性能下的延遲上界分析模型，構(gòu)建片上沖突預(yù)測機制，并提出優(yōu)化策略對最差情形延遲上界進行優(yōu)化。主要工作如下:
　　

2、(1)多出口聚集流分析模型
　　針對現(xiàn)有Fidler分析模型對網(wǎng)絡(luò)最差情形延遲上界計算不夠準確的問題，利用單出口聚集流分析模型在求解等價服務(wù)曲線時處理自由參量的特點，本文構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)演算的多出口聚集流分析模型，使得求解過程更加方便，求解結(jié)果同仿真結(jié)果之間的差值相對Fidler模型平均優(yōu)化達72.2％。
　　(2)描述片上網(wǎng)絡(luò)沖突情況
　　針對片上網(wǎng)絡(luò)沖突情況復(fù)雜問題，本文構(gòu)建沖突矩陣來描述網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)流之間的沖突信息，該

3、沖突矩陣中元素包含沖突業(yè)務(wù)流的流量特性以及其拆分情況。沖突矩陣可以清楚的表明目標業(yè)務(wù)流在各個路由節(jié)點的沖突情況。在清楚網(wǎng)絡(luò)沖突情況后，可以得到目標業(yè)務(wù)流每條子路徑上的沖突大小。
　　(3)電阻非均勻拆分策略
　　針對多路徑路由片上網(wǎng)絡(luò)擁塞嚴重的問題，本文提出了電阻非均勻拆分策略。首先使用沖突矩陣得到各子業(yè)務(wù)流路徑?jīng)_突系數(shù)大小，描述路徑?jīng)_突大小的沖突系數(shù)可以看作該路徑的“電阻”，然后類比并聯(lián)電路電流分配方法，提出電阻非均勻拆分

4、策略來進行目標業(yè)務(wù)流的流量分配。以此來將大部分數(shù)據(jù)流發(fā)往沖突較小的路徑，小部分數(shù)據(jù)流發(fā)往沖突較大的路徑，從而均衡負載和優(yōu)化最差情形延遲上界。采用該策略相對均勻拆分的多路徑路由片上網(wǎng)絡(luò)在延遲上界方面有平均5％的優(yōu)化。
　　(4)基于Verilog的RTL級仿真平臺
　　針對現(xiàn)有仿真平臺無法實現(xiàn)電阻非均勻拆分策略的問題，本文搭建了基于Verilog的RTL級仿真平臺，該仿真平臺將電阻非均勻拆分模塊封裝在一個離線控制核中，并使用該