论文部分内容阅读
随着SoC体系结构设计复杂度的提高，传统的总线结构已成为IP核之间通信的瓶颈。为了满足超大规模集成电路发展对扩展性、能耗、面积、时钟异步、重用性、QoS等方面的需求，新的设计方法--片上网络(NoC)应运而生，它是对原有设计模式的一次革新。NoC作为一种全新的集成电路(IC)体系结构，其核心思想是将计算机网络技术移植到芯片设计中来，试图从体系结构上彻底解决片上通信的瓶颈问题。相对于传统总线通信架构，NoC在可扩展性、可重用性、设计效率、带宽、同步策略等方面具有无可争议的优势，因此NoC成为解决片上通信问题最有潜力的方案之一。
在NoC设计中，通讯节点(即路由器)的设计尤为重要，因为其设计的优劣将直接影响整个NoC系统的性能。本文在阅读了NoC领域的大量相关文献基础上，首先对当前已发表的NoC路由器进行了分类、总结和比较，然后设计了一种构成片上网络的低资源消耗、高性能“包-电路交换”NoC路由器。
本文在展开NoC具体研究之前系统地阅读了NoC领域的相关文献，对NoC设计方法进行了综述，内容涵盖了NoC基本概念、体系结构、通信协议、设计流程、关键技术和研究进展，为深入研究NoC奠定了基础。
本文在仔细研究包交换和电路交换网络优缺点的基础上，结合包交换和电路交换各自的优点，提出了包-电路交换方法；并且完成了“包-电路交换”NoC路由器的设计。设计工作较为全面，包括了IC设计的多个层面：RTL设计，功能验证，逻辑综合，静态时序分析和布局布线等。
经实验验证，采用该“包-电路交换”NoC路由器的NoC整体性能良好，吞吐率高，网络延迟低；同时该路由器本身的设计复杂度也较低，且综合结果表明，相对于传统片上路由器设计，本设计硬件开销也相对较低。
目前，总体而言NoC还停留在理论研究阶段，本文的工作直接面向NoC网络的实现，致力于探索和解决NoC路由器设计中的问题，为NoC走向实用阶段积累了经验。