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片上网络路由算法研究

作　者: 朱小兵
导　师: 王长山
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 片上网络 路由算法 应用说明
分类号: TN47
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 75次
引　用: 1次
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内容摘要


总线连接方式已经成为SoC(System on Chip)’性能提升的瓶颈,片上网络作为解决SoC互连问题的新思路,已经受到越来越多研究人员的关注。而作为片上网络两大关键技术：拓扑结构和路由算法又是科研人员研究的主要方面。其中拓扑结构方面,由于Mesh具有规整型,可控的电气特性,易布线等优点,被作为当前片上网络的主流拓扑结构。本文路由算法的研究也主要是在Mesh的基础上进行的。本文的工作主要包括如下几个方面：1.在研究现有确定性和适应性路由算法的基础上,提出了一种确定性和适应性相结合的路由算法SD(Static and Dynamic)。该路由算法主要用于解决Mesh网络中心在网络负载加大情况下容易成为拥塞区域或中心节点易成为热点而导致网络性能下降的问题。SD由于是确定性和适应性路由算法的相结合,所以相对确定性路由算法,SD具有一定的适应性；相对适应性路由算法,SD又具有成本和实现上的优势。仿真结果表明,SD路由算法与维序XY, Dyxy等路由算法相比,具有一定性能上的优势。2.针对Mesh网络远端节点通信需要通过较多跳数而导致远端节点通信时延较大的现象(这一现象随着网络规模扩大更加严重),文章提出了RR(Routing with Region Information)路由算法。RR路由算法是在改进型Mesh上提出的,该算法采用了分区域路由的思想,且将各个区域的中心节点组成一个小型的Mesh网络。各个区域通过本区域的中心节点负责和其他区域通信以此来减少常规Mesh网络远端节点通信需要的跳数。仿真结果表明,RR路由算法相比维序XY, Dyxy等路由算法,网络时延更小,网络吞吐更大。3.利用片上网络节点通信具有可预测性特点,将应用说明(Application Specification)引入RR路由算法。将需要大量通信或频繁通信的节点映射到各个区域的中心节点上。因为中心节点一般具有更大的缓存,而且各自的连接线具有更大的带宽,所以可以很好的减少它们之间的通信时延问题。而将大量通信或频繁通信的节点映射到中心节点,无疑就是抓住了网络通信量的主要方面,减少它们的通信时延,对整体网络性能提高具有很大的帮助。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-21
  1.1 片上网络研究背景及价值  7-10
    1.1.1 背景  7-10
    1.1.2 价值  10
  1.2 片上网络基础及国内外现状  10-20
    1.2.1 拓扑结构  10-13
      1 主要性能参数  11
      2 常见拓扑  11-13
    1.2.2 交换机制  13-16
    1.2.3 路由算法设计  16-17
    1.2.4 死锁、活锁、饿死  17-18
    1.2.5 片上网络国内外现状  18-20
      1 国际研究动态  18-19
      2 国内相关研究  19-20
  1.3 论文内容及结构  20-21
第二章 现有片上网络路由算法研究  21-29
  2.1 确定性路由  21-22
  2.2 适应性路由  22-25
    2.2.1 部分适应性路由  22-23
    2.2.2 完全适应性路由  23-24
    2.2.3 确定性与适应性相结合的路由算法  24-25
  2.3 容错路由  25-27
  2.4 本章小结  27-29
第三章 基于MESH的片上网络路由算法研究  29-39
  3.1 算法描述  29-32
    3.1.1 问题描述  29-30
    3.1.2 预备知识  30-32
      1 维序XY路由  31-32
      2 Duato路由算法  32
  3.2 算法思路与实现  32-34
  3.3 仿真结果与分析  34-37
    3.3.1 仿真设置  34-36
    3.3.2 仿真分析  36-37
  3.4 本章结论  37-39
第四章 基于改进型MESH片上网络路由算法研究  39-53
  4.1 算法动因  39-40
  4.2 算法详述  40-45
    4.2.1 拓扑改进  40-42
    4.2.2 算法实现  42-45
  4.3 算法仿真与结果分析  45-47
    4.3.1 仿真设置  45-46
    4.3.2 仿真分析  46-47
  4.4 RR路由算法与应用说明需求的结合  47-51
    4.4.1 应用说明业务介绍  47-49
    4.4.2 应用说明关键技术  49-50
    4.4.3 RR在应用说明中的应用  50-51
    4.4.4 RR在应用说明仿真设置  51
  4.5 本章结论  51-53
第五章 结束语  53-55
  5.1 工作总结  53-54
  5.2 展望  54-55
致谢  55-57
参考文献  57-63
作者在读期间的研究成果  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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