【摘 要】
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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
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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。
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