基于NoC的多核系統(tǒng)節(jié)點級容錯設(shè)計.pdf

1、隨著集成電路技術(shù)的進步,芯片設(shè)計開始向多核系統(tǒng)發(fā)展。但是異常復雜的結(jié)構(gòu)使得多核芯片保持較高的成品率變得非常困難。容錯設(shè)計被廣泛應用到多核芯片設(shè)計中,其中一種有效的方法就是使用核級冗余來進行容錯。另一方面,片上網(wǎng)絡的可復用性,可擴展性,可預期性和可容錯性等優(yōu)良特性,使其成為多核系統(tǒng)中主要的通信互聯(lián)結(jié)構(gòu)。但是,在出現(xiàn)核心失效的情況之后,片上網(wǎng)絡提供給上層操作系統(tǒng)和應用的拓撲結(jié)構(gòu)會變得各不相同,使得以此為參考的任務映射和分派變得困難。因此,本

2、文主要是對基于NoC的多核系統(tǒng)的核級冗余技術(shù)的相關(guān)研究,找出核心失效之后拓撲結(jié)構(gòu)不同這一問題的解決方案。本文提出了一種應用于片上網(wǎng)絡中的可重配置結(jié)構(gòu)R-mesh,在此基礎(chǔ)上,采用軟硬件協(xié)同的設(shè)計方法,進行了多核系統(tǒng)的節(jié)點級容錯設(shè)計,并完成了其中的關(guān)鍵工作:重配置算法和重配置網(wǎng)絡接口的設(shè)計。
　　多核節(jié)點級容錯系統(tǒng)基于重配置網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)R-mesh。相對于傳統(tǒng)2D mesh結(jié)構(gòu),R-mesh結(jié)構(gòu)通過在核心與相鄰路由器之間添加多路選擇器的

3、方式為每個核心提供了到相鄰四個路由器的連接,并通過網(wǎng)絡接口中的重配置寄存器來控制核心與路由器的選擇性連接。在重配置后,本結(jié)構(gòu)能夠保證底層的網(wǎng)絡拓撲與原始拓撲結(jié)構(gòu)相同,同時也不會影響到提供給上層操作系統(tǒng)和應用的拓撲信息。
　　重配置算法部分主要介紹R-mesh結(jié)構(gòu)的拓撲重配置算法的設(shè)計流程。對拓撲重配置問題進行了數(shù)學分析,給出了一種基于貪心算法的確定性拓撲重配置算法,并使用C語言對算法進行了實現(xiàn)與測試,給出了不同失效核心時重配置算法