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片上网络容错路由算法研究

作　者: 刘家俊
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: 片上网络容错路由算法死锁
分类号: TN47
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 57次
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内容摘要

随着SOC(System-On-Chip,片上系统)系统集成IP(Intellectual Property)核数量的增加,由于单总线结构的可扩展性差和带宽限制,使用传统架构或多层总线架构已无法满足多核间通信需求。为解决总线结构的不足,NOC(Network-On-Chip,片上网络)被推向芯片设计的前沿。NOC实现了通信和计算的分离,有效提高了SOC系统性能。NOC已逐渐成为片上总线之外的一种新型通信结构。虽然NOC具有高可靠性,但NOC一旦出现错误将降低NOC性能,甚至导致NOC系统崩溃。因此NOC容错路由设计对NOC设计是非常重要的。目前,NOC容错路由出现了一些成果,但很多都是直连网络技术的过渡,专门为NOC设计的容错路由很少。基于此,本文结合指定拓扑结构,重点探讨在错误环境下NOC容错路由。本文主要工作如下：(1)在研究现有容错路由算法的基础上,结合mesh拓扑结构和维序路由算法,提出一种全新的基于优先级的mesh容错路由算法(PR算法)。与传统容错路由算法不同,本算法根据当前节点和目的节点关系动态确定路由方向优先级,当链路或节点错误时,能有效绕过故障链路或节点实现容错。该算法具有高吞吐、低时延、自适应性强、无死锁的特点。(2)借鉴容错机制中冗余链路的思想,提出一种基于DFPs(Default Fault-tolerantPaths,默认容错路径)的NOC容错机制。当源节点按常规路由算法无法到达目的节点时,通过DFPs,利用最小生成树算法生成最小生成树,然后源节点按照遍历最小生成树的路径路由到目的节点。该机制无需添加额外硬件,有效节约了面积成本。仿真结果表明,基于该机制的路由算法性能优越。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-9
  1.1 选题背景  7
  1.2 研究现状  7-8
  1.3 本文工作  8-9
第二章 NOC基础  9-27
  2.1 NOC体系结构  9-10
  2.2 NOC拓扑结构  10-13
  2.3 NOC交换机制  13-15
  2.4 NOC死锁技术  15-20
  2.5 NOC容错机制  20-23
  2.6 NOC实例  23-24
  2.7 本章小结  24-27
第三章 NOC容错路由算法的设计  27-33
  3.1 概述  27
  3.2 现有容错路由算法  27-30
  3.3 对比分析  30-31
  3.4 本章小结  31-33
第四章基于优先级的MESH容错路由  33-47
  4.1 引言  33
  4.2 算法描述  33-39
  4.3 路由器设计  39-41
  4.4 性能仿真分析  41-44
  4.5 结论  44-47
第五章一种新型NOC容错路由机制  47-57
  5.1 概述  47
  5.2 DFPs和DFP机制  47-52
  5.3 无死锁容错路由  52-53
  5.4 性能仿真分析  53-56
  5.5 结论  56-57
第六章结束语  57-59
  6.1 总结  57
  6.2 展望  57-59
致谢  59-61
参考文献  61-67
在读期间研究成果  67

片上网络容错路由算法研究

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