文档介绍：的环网NoC结构的设计与仿真*基金项目:国家自然科学基金(90607008); 西安应用材料创新基金(XA-AM-200615).
作者简介:郝鹏, 硕士研究生, 主要研究方向计算机应用技术; 张丽果, 博士研究生, 主要研究方向电路与系统、NoC设计与验证; 杜慧敏, 教授, 主要从事SoC和NoC的形式化设计与验证; 韩俊刚, 教授, 博士生导师, 主要从事SoC的形式化设计与验证, 计算机应用技术等研究.
郝鹏1 张丽果1,2 杜慧敏1 韩俊刚1,2
1 西安邮电学院ASIC设计中心,西安 710061
2 西安电子科技大学微电子学院,西安 710071
摘要:本文提出一种环状的NoC拓扑结构,该结构中链路具有两组环网,每组由一条数据环和一条控制环所组。针对于这种结构,提出了时隙控制、优先级机制以及路由策略等算法,的建模环境下完成了6个结点和16个结点的建模,根据仿真结果分析了该结构的延迟与链路利用率的性能。仿真结果表该结构具有避免拥塞、活锁和死锁等优点。
关键词:片上网络环网时隙控制路由分配建模
1 引言
work-on-Chip)是利用计算机网络技术移植到芯片设计中的思想以解决复杂SoC(System-on-chip)所面临的问题[1,2]。目前,对于NoC体系结构相关技术与性能的研究,除理论分析研究外,仿真与测试是分析其性能的主要方法,相应的仿真测试手段主要有基于FPGA[3],SystemC[4],[5,6]等。由瑞典Linköpings大学正在研究用FPGA实现SoCBUS网络结构的NoC[7];由意大利Bologna大学和美国Stanford大学联合研发的XPipes是一个可综合的高性能的NoC,piler工具就可以输出一个SystemC的NoC设计[8];是从软件仿真的角度对NoC的相关技术和性能进行描述和分析。
是一种主流网络仿真软件,其中, Modeler是其核心部分,其功能强大,接口友好。仿真环境包括进程、结点和网络三个层次,反映了网络的相关特性,并且其丰富的统计量收集和分析功能,能够方便的得出仿真结果进而进行分析[9]。目前,用于片上网络的仿真,验证NoC。 Modeler 提供的仿真环境,建立了环网NoC的虚拟场景,描述了其网络行为,从而收集了所需要的参数,进而通过仿真验证了我们提出的NoC的各种机制,主要分析了整个网络结构的延迟与链路利用率等性能。
2 环网NoC概述
环网NoC的结构
本文所提出的环网NoC结构是一种双层双环结构,共分为两组环,每组包含一条数据环和一条控制环,两组环的方向相反,我们分别称之为正环,反环。正环为主干环,反环为备用环,在链路正常情况下,数据环的正反环同时用于通信,而控制环只有正环使用;当链路发生错误时,反环代替正环进行通信。在链路正常情况下,数据优先使用正环通信,当正环链路被占用,再使用反环通信。
网络中的每一个结点分别由一个IP核和一个交换单元构成,IP核的主要作用是产生包,并将包发送到对应的交换单元, IP核的发包是受到时隙控制的,时隙控制将在下一小节进行叙述。交换单元主要完成数据和控制链路的通信、路由功能。控制链路采用包交换的方式传递控制包,用于选择路径。而数据链路采用电路交换的形式传递数据包,数据包则根据同源的控制包所选择的路径进行传递。
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