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片上网络性能评估平台设计

作　者: 付方发
导　师: 王进祥
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 片上网络 性能评估 流量分布
分类号: TN47
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 212次
引　用: 3次
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内容摘要


片上网络作为解决复杂SoC中全局通信问题的一种全新方案,面临着巨大的设计挑战。主要因为其研究的问题范围非常广泛,内容包括系统建模,通信模型抽象,片上网络的拓扑﹑协议﹑仲裁,性能分析,IP模块在网络中的布局与映射,片上网络设计自动化,NoC系统的测试和验证等。一个面向具体应用的NoC设计,从拓扑结构的选择,协议的确定,到最后基础部件的设计等各个设计过程,每一步都有很多的选择,整个设计拥有巨大的设计空间,不同的设计之间存在着很大的差异,如何评价片上网络的设计是否满足系统应用的要求,需要一个恰当的评估方法。因此,如何对片上网络设计进行性能评估就显得非常重要。本文首先在分析国内外相关研究的基础上,通过对片上网络特性的分析,借鉴传统网络、并行计算机互联网络以及总线事务处理的思想,确定片上网络的性能指标,并分别给出属于网络特性和事务特性的指标的定义及其理论计算公式,主要包括平均延迟,吞吐率以及链路利用率等。然后在分析基本传统网络和面向实际应用的片上网络的流量特性的基础上,通过将流量的时间特性和空间特性分别抽象,形成流量的时空二维模型,合成了包含两种时间分布和两种空间分布的流量产生模型,其中空间分布符合均匀分布和局部降概率分布,时间分布符合泊松分布和自相似分布。从而得到可以产生四种不同流量特性的流量产生模型。采用分层逐级抽象的建模方法,结合片上网络的流量特性,提出一种可扩展,支持多种流量分布,支持任意网络规模的片上网络的性能评估平台框架结构,在该框架的基础上分别设计了用于评估片上网络的网络特性性能和事务特性性能的两种可配置的性能评估平台。文章的最后,结合课题组设计的片上网络,使用本性能评估平台分别从网络特性和事务特性两个方面对其性能进行测试,得到性能曲线,并对其进行性能分析,完成对性能评估平台的验证。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 课题背景  9-13
    1.1.1 应用概述  11-12
    1.1.2 工作原理  12-13
  1.2 国内外研究现状及分析  13-15
    1.2.1 NoC 的拓扑结构  13-14
    1.2.2 NoC 的组织结构  14-15
  1.3 本文主要研究内容  15-16
  1.4 本文结构  16-18
第2章 片上网络性能指标  18-24
  2.1 网络特征性能指标  18-21
    2.1.1 网络注入率  18-19
    2.1.2 网络吞吐率  19-20
    2.1.3 网络链路利用率  20
    2.1.4 平均网络延迟  20-21
  2.2 事务特征性能指标  21-23
    2.2.1 事务注入率  21-22
    2.2.2 事务吞吐率  22
    2.2.3 平均事务延迟  22-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章 网络流量产生模型  24-32
  3.1 流量的空间分布  24-27
    3.1.1 均匀分布  24-25
    3.1.2 非均匀分布  25-26
    3.1.3 空间分布统一模型  26-27
  3.2 流量的时间分布  27-31
    3.2.1 泊松分布  27-29
    3.2.2 自相似分布  29-31
  3.3 本章小结  31-32
第4章 性能评估平台的设计  32-48
  4.1 通用性能评估平台的分层框架结构  32-34
  4.2 基于网络特征的性能评估平台设计  34-41
    4.2.1 整体结构的设计  34-36
    4.2.2 Scenario 层的设计  36
    4.2.3 Function 层的设计  36-39
    4.2.4 Command 层的设计  39-40
    4.2.5 Signals 层的设计  40-41
  4.3 基于事务特征的性能评估平台设计  41-47
    4.3.1 整体结构设计  41-43
    4.3.2 Test 层设计  43
    4.3.3 Scenario 层设计  43-44
    4.3.4 Function 层和Commend 层设计  44-46
    4.3.5 Signals 层设计  46-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章 ARNoC 的性能分析  48-54
  5.1 网络特征性能曲线分析  48-51
    5.1.1 网络吞吐率  48-49
    5.1.2 网络链路利用率  49-50
    5.1.3 平均网络延迟  50-51
  5.2 事务特征性能曲线分析  51-53
    5.2.1 事务吞吐率  51-52
    5.2.2 平均事务延迟  52-53
  5.3 本章小结  53-54
结论  54-56
参考文献  56-61
攻读硕士学位期间发表的学术论文  61-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 大规模集成电路、超大规模集成电路
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