面向應用的片上網(wǎng)絡生成方法研究.pdf

1、隨著半導體工藝的發(fā)展,片上系統(tǒng)(System on Chip)體系結構設計變得越來越復雜,一個片上系統(tǒng)通常集成數(shù)十個或者上百個IP核,每個IP核都相當于傳統(tǒng)意義的內(nèi)存、處理器、DSP和ASIC。傳統(tǒng)的總線結構顯然無法滿足如此大規(guī)模IP核之間的通信需求。因此,設計者們把互連網(wǎng)絡引入到片上系統(tǒng)設計,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。片上網(wǎng)絡(Network OnChip)具有可擴展性好,可重用性高,容易解決IP核之間通

2、信等優(yōu)點。
　　 不同應用領域對片上網(wǎng)絡有不同的需求,研究面向特定應用的片上網(wǎng)絡自動生成是一個重要課題。片上網(wǎng)絡自動生成對于提高集成電路設計的效率至關重要。本文針對片上網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀,探討如何將特定應用自動生成符合目標性能的片上網(wǎng)絡。
　　 論文分析了片上網(wǎng)絡的基本概念,基本結構,以及設計中面臨的拓撲結構,路由策略,交換機制,服務質量等關鍵問題。接著研究了片上網(wǎng)絡設計方法,并提出了一種基于IP庫的片上網(wǎng)絡設計方法,它采用

3、任務和通訊相分離的策略,能夠很好的解決面向應用的片上網(wǎng)絡設計。在基于IP庫的片上網(wǎng)絡設計方法的基礎上,論文研究了面向應用的片上網(wǎng)絡生成方法。由于2D Mesh拓撲結構規(guī)則,算法簡單易于實現(xiàn),是應用得最早和最廣泛的片上網(wǎng)絡拓撲結構,因此把它作為片上網(wǎng)絡生成平臺。然后分別從應用輸入,映射,路徑分配,自動生成四個方面逐步實現(xiàn)了片上網(wǎng)絡生成方法。并就其中的核心問題映射,采用了一種有效的粒子群優(yōu)化算法來實現(xiàn),它在自動映射處理單元的同時,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載均衡最短路徑算法,它在很好地完成片上網(wǎng)絡中的路徑分配任務時,考慮了鏈路負載均衡。
　　 為了驗證本文提出的面向應用的片上網(wǎng)絡生成方法。本文最后通過一個視頻應用實驗對片上網(wǎng)絡生成方法進行測試,同時利用編寫的測試程序實現(xiàn)隨機映射和XY路由算法,利用該測試程序對同樣的視頻應用進行片上網(wǎng)絡生成。將實驗數(shù)據(jù)進行性能對比分析,結果顯示本文提出的片上網(wǎng)絡生成方法生成的片上網(wǎng)絡在鏈路帶寬需求