面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)生成方法研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展,片上系統(tǒng)(System on Chip)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得越來越復(fù)雜,一個(gè)片上系統(tǒng)通常集成數(shù)十個(gè)或者上百個(gè)IP核,每個(gè)IP核都相當(dāng)于傳統(tǒng)意義的內(nèi)存、處理器、DSP和ASIC。傳統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)顯然無法滿足如此大規(guī)模IP核之間的通信需求。因此,設(shè)計(jì)者們把互連網(wǎng)絡(luò)引入到片上系統(tǒng)設(shè)計(jì),用于解決片上系統(tǒng)中IP核之間的通信問題,這就是片上網(wǎng)絡(luò)。片上網(wǎng)絡(luò)(Network OnChip)具有可擴(kuò)展性好,可重用性高,容易解決IP核之間通

2、信等優(yōu)點(diǎn)。
　　 不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ暇W(wǎng)絡(luò)有不同的需求,研究面向特定應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)生成是一個(gè)重要課題。片上網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)生成對(duì)于提高集成電路設(shè)計(jì)的效率至關(guān)重要。本文針對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀,探討如何將特定應(yīng)用自動(dòng)生成符合目標(biāo)性能的片上網(wǎng)絡(luò)。
　　 論文分析了片上網(wǎng)絡(luò)的基本概念,基本結(jié)構(gòu),以及設(shè)計(jì)中面臨的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),路由策略,交換機(jī)制,服務(wù)質(zhì)量等關(guān)鍵問題。接著研究了片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法,并提出了一種基于IP庫的片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法,它采用

3、任務(wù)和通訊相分離的策略,能夠很好的解決面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。在基于IP庫的片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,論文研究了面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)生成方法。由于2D Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)則,算法簡單易于實(shí)現(xiàn),是應(yīng)用得最早和最廣泛的片上網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),因此把它作為片上網(wǎng)絡(luò)生成平臺(tái)。然后分別從應(yīng)用輸入,映射,路徑分配,自動(dòng)生成四個(gè)方面逐步實(shí)現(xiàn)了片上網(wǎng)絡(luò)生成方法。并就其中的核心問題映射,采用了一種有效的粒子群優(yōu)化算法來實(shí)現(xiàn),它在自動(dòng)映射處理單元的同時(shí),盡可能地減

4、少了系統(tǒng)的鏈路帶寬需求。并就路徑分配問題提出了一種負(fù)載均衡最短路徑算法,它在很好地完成片上網(wǎng)絡(luò)中的路徑分配任務(wù)時(shí),考慮了鏈路負(fù)載均衡。
　　 為了驗(yàn)證本文提出的面向應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)生成方法。本文最后通過一個(gè)視頻應(yīng)用實(shí)驗(yàn)對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)生成方法進(jìn)行測(cè)試,同時(shí)利用編寫的測(cè)試程序?qū)崿F(xiàn)隨機(jī)映射和XY路由算法,利用該測(cè)試程序?qū)ν瑯拥囊曨l應(yīng)用進(jìn)行片上網(wǎng)絡(luò)生成。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行性能對(duì)比分析,結(jié)果顯示本文提出的片上網(wǎng)絡(luò)生成方法生成的片上網(wǎng)絡(luò)在鏈路帶寬需求