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面向能耗和延时的NoC映射方法 被引量:46
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作者 杨盛光 李丽 +1 位作者 高明伦 张宇昂 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期937-942,共6页
随着对NoC平台研究的逐步深入,如何将规模庞大的应用合理地映射到NoC半台上成为亟待解决的问题之一.本文基于二维网格结构NoC平台,建立了旨在优化系统通信能耗和执行时间的统一目标函数.提出了通过优化链路负载分布间接优化延时的... 随着对NoC平台研究的逐步深入,如何将规模庞大的应用合理地映射到NoC半台上成为亟待解决的问题之一.本文基于二维网格结构NoC平台,建立了旨在优化系统通信能耗和执行时间的统一目标函数.提出了通过优化链路负载分布间接优化延时的方法,避免了NoC等待延时精确建模的难题.并且采用蚁群算法实现了面向能耗和延时的NoC映射.调整参数λ,可以选择单一目标或者联合目标优化.本文还对映射结果进行了执行时间模拟.实验结果显示:与随机映射相比,单一目标优化在通信能耗和执行时间上分别能节省(30%~47%)和(20%~39%),而联合目标优化则能在能量支配的映射方案中进一步挖掘时间维度的潜力. 展开更多
关键词 片上网络 映射 能耗 延时 蚁群算法
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面向高可靠片上网络通信的可重构路由算法 被引量:25
2
作者 付斌章 韩银和 +1 位作者 李华伟 李晓维 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期448-455,共8页
为了满足系统芯片对通信带宽的要求,片上网络正逐渐取代总线成为当前多核及众核系统的主流互连方案,然而由于芯片特征尺寸的不断减小,芯片内发生故障的概率显著增加.为了提供可靠的片上通信,提出一种低成本的可重构路由算法.该算法基于... 为了满足系统芯片对通信带宽的要求,片上网络正逐渐取代总线成为当前多核及众核系统的主流互连方案,然而由于芯片特征尺寸的不断减小,芯片内发生故障的概率显著增加.为了提供可靠的片上通信,提出一种低成本的可重构路由算法.该算法基于无共享边界的矩形故障模型,按照故障区与网络边界的相对位置对故障区进行分类;针对不同类型的故障区定义了具体的路由器状态更新策略;重构后的片上网络可以容忍任意数目、任意分布的路由器以及链路故障.与当前容错设计方案不同,文中算法不需要增加虚拟通道来保证网络的无死锁特性,因此具有低成本、高可靠的特性.仿真实验结果表明,文中算法适用于处理器与缓存,或缓存与缓存之间的片上通信. 展开更多
关键词 片上网络 容错路由 可重构路由 转向模型
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NoC系统设计的研究 被引量:9
3
作者 杨晓强 高晔 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2008年第7期176-179,183,共5页
片上网络研究涉及从物理设计到体系结构、系统应用、设计方法和工具等诸多方面.文中从系统结构的角度总结了片上网络设计的一些主要研究内容和NoC技术研究发展方向.
关键词 片上网络 片上系统 交换技术 拓扑结构
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片上网络拓扑结构 被引量:4
4
作者 常政威 谢晓娜 熊光泽 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第11期2847-2850,共4页
介绍了片上网络(NoC)拓扑结构的相关研究进展。对NoC拓扑结构进行了分类,详细分析了各种网络拓扑的相关特性。从拓扑结构的角度出发,介绍了几种典型的NoC实例,归纳了相关的设计方法。最后,探讨了NoC拓扑结构的发展方向。
关键词 片上网络 拓扑结构 知识产权核 交换机
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片上通信结构——共享总线和NoC的分析与比较 被引量:5
5
作者 周文彪 张岩 毛志刚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第15期121-124,共4页
采用模块化方法对集中式仲裁共享总线和二维网格片上网络(Network on Chip,NoC)的硬件开销和延迟进行了数学上的分析。在此基础上,通过可综合Verilog代码对这两种片上通信结构在RTL级进行描述,并建立了这两种通信方式的周期准确级的功... 采用模块化方法对集中式仲裁共享总线和二维网格片上网络(Network on Chip,NoC)的硬件开销和延迟进行了数学上的分析。在此基础上,通过可综合Verilog代码对这两种片上通信结构在RTL级进行描述,并建立了这两种通信方式的周期准确级的功能验证和性能分析环境。结果表明,在同样工艺条件下,共享总线的面积与NoC相比相当小;但对于大规模片上系统通信,NoC的吞吐效率及带宽明显优于共享总线。 展开更多
关键词 共享总线 noc 路由 片上通信
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功耗限制下的NoC测试端口的优化选择方法 被引量:10
6
作者 欧阳一鸣 冯伟 梁华国 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2008年第4期1026-1028,1031,共4页
提出了一种NoC测试端口位置和数量的优化选取的方法,它在系统功耗限制的条件下,确定input/output端口的对数,以所有核测试路径总和最短为目标,优化选取NoC测试端口的最佳位置。本方案在测试功耗不超过系统允许的最大功耗条件下,最大限... 提出了一种NoC测试端口位置和数量的优化选取的方法,它在系统功耗限制的条件下,确定input/output端口的对数,以所有核测试路径总和最短为目标,优化选取NoC测试端口的最佳位置。本方案在测试功耗不超过系统允许的最大功耗条件下,最大限度地选取测试端口的对数来进行并行测试,从而能高效地完成对核的测试,同时又能有效地避免因测试带来的器件损坏。实验结果表明这种方法提高了测试效率,降低了NoC的总体测试代价。 展开更多
关键词 片上系统 片上网络 测试访问机制
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TM:一种新的片上网络拓扑结构 被引量:10
7
作者 王新玉 向东 虞志刚 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期2327-2341,共15页
片上网络拓扑结构对芯片的性能有直接的影响.文中提出了一种新的拓扑结构TM,它结合了torus网络和mesh网络的优点.对于n×n的网络,在物理链路数方面,TM和mesh网络相同,比torus网络少2n;在拓扑直径方面,TM的拓扑直径为n,而torus和mes... 片上网络拓扑结构对芯片的性能有直接的影响.文中提出了一种新的拓扑结构TM,它结合了torus网络和mesh网络的优点.对于n×n的网络,在物理链路数方面,TM和mesh网络相同,比torus网络少2n;在拓扑直径方面,TM的拓扑直径为n,而torus和mesh网络的拓扑直径分别为2×(n/2)和2×(n-1);在完全适应性路由算法设计方面,torus网络需要的虚拟通道数至少为3,且虚拟网络划分机制不能直接应用其中,然而,虚拟网络划分机制适用于mesh和TM网络,且它们只需要2条虚拟通道.文中从理论和模拟实验两方面对TM网络进行了验证,实验结果表明无论在均衡负载还是非均衡负载下,TM的性能都要优于mesh网络,在大部分情况下,TM的性能介于mesh和torus之间,在某些通信模型下,torus的性能比TM差,主要原因在于这些通信模型下torus网络中虚通道使用不均衡. 展开更多
关键词 片上网络 拓扑结构 MESH TORUS
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片上网络体系结构的研究与进展 被引量:5
8
作者 朱樟明 周端 杨银堂 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第24期239-241,共3页
片上网络(NoC)是基于多处理器技术的一种新型的计算集成形式,涉及硬件通信结构、中间件、操作系统通信服务、设计方法及工具等。NoC体系结构的设计重点是实现低功耗和高效通信/计算能力。该文介绍了4种新的NoC体系结构,并在同等约束下... 片上网络(NoC)是基于多处理器技术的一种新型的计算集成形式,涉及硬件通信结构、中间件、操作系统通信服务、设计方法及工具等。NoC体系结构的设计重点是实现低功耗和高效通信/计算能力。该文介绍了4种新的NoC体系结构,并在同等约束下进行了功耗比较,2D网格结构的功耗最大、性能最差,聚合环面网络结构则最优。 展开更多
关键词 片上网络 体系结构 低功耗
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基于遗传蚁群算法的片上网络映射研究 被引量:8
9
作者 刘炎华 刘静 +1 位作者 赖宗声 景为平 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第22期262-264,共3页
基于2DMesh结构的片上网络在设计之初就要考虑模块映射问题,以满足通信功耗的约束。提出一种基于遗传蚁群映射算法的方法解决片上网络设计中通信功耗最小化问题。该算法针对标准蚁群算法易于出现早熟停滞等缺陷,引入轮盘赌选择机制及染... 基于2DMesh结构的片上网络在设计之初就要考虑模块映射问题,以满足通信功耗的约束。提出一种基于遗传蚁群映射算法的方法解决片上网络设计中通信功耗最小化问题。该算法针对标准蚁群算法易于出现早熟停滞等缺陷,引入轮盘赌选择机制及染色体杂交等手段,使映射功耗函数快速收敛,达到良好的全局寻优效果。 展开更多
关键词 片上网络 遗传蚁群映射算法 轮盘赌选择 染色体杂交
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基于“包-电路交换”的片上网络回退转向路由算法 被引量:6
10
作者 李丽 万健 +4 位作者 王佳文 潘红兵 许俊 孙敏敏 侯宁 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2759-2763,共5页
采用"包-电路交换"的片上路由器,链路的建立通过发送请求包完成,而数据的传输则采用电路形式。传统的路由算法已经不能很好地适应基于"包-电路交换"的片上网络(NoC)新特性。该文根据"包-电路交换"的NoC... 采用"包-电路交换"的片上路由器,链路的建立通过发送请求包完成,而数据的传输则采用电路形式。传统的路由算法已经不能很好地适应基于"包-电路交换"的片上网络(NoC)新特性。该文根据"包-电路交换"的NoC的特点,提出了一种新的路由算法——回退转向(RT)路由算法,以改善NoC性能。实验结果表明,与动态XY路由算法相比,回退转向路由算法使得网络平均吞吐量和平均包延迟最大分别改善26.7%和11.6%。 展开更多
关键词 片上网络(noc) 路由算法 “包-电路交换”
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一种基于Mesh结构的新型层次化片上网络拓扑结构 被引量:7
11
作者 孔峰 韩国栋 +1 位作者 沈剑良 简刚 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期2536-2540,共5页
针对片上网络(NoC)较远距离节点路由跳数较大导致的网络功耗和面积过大问题,该文通过分析Mesh和集中式Mesh(CMesh)结构特性,提出一种基于Mesh的新型层次化CHMesh结构。该结构分两层,底层以Mesh方式互连,并划分为多个路由区域,以保证邻... 针对片上网络(NoC)较远距离节点路由跳数较大导致的网络功耗和面积过大问题,该文通过分析Mesh和集中式Mesh(CMesh)结构特性,提出一种基于Mesh的新型层次化CHMesh结构。该结构分两层,底层以Mesh方式互连,并划分为多个路由区域,以保证邻近节点的通信需求,上层以CHMesh方式通过中间节点将底层各个区域进行互连,以降低网络直径。设计了针对性最短路径CHXY路由算法,该算法复杂度低,能够避免死锁。性能分析和仿真实验表明,在非均匀流量模式下,CHMesh结构的吞吐量比传统Mesh和Ref-Mesh分别提高约60%和10%,在较大规模片上网络中更有优势。 展开更多
关键词 片上网络 层次化 流量模式 网络直径
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片上网络通信性能分析建模与缓存分配优化算法 被引量:7
12
作者 王坚 李玉柏 蒋勇男 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期1059-1062,共4页
该文建立了一种面向应用设计的片上网络的性能分析模型,并在此基础上提出了片上缓存优化策略和分配算法。在硬件实现平台上的仿真表明,该文建立的片上网络分析模型能很好地分析片上网络通信时延和路由节点各方向的阻塞概率,以此进行片... 该文建立了一种面向应用设计的片上网络的性能分析模型,并在此基础上提出了片上缓存优化策略和分配算法。在硬件实现平台上的仿真表明,该文建立的片上网络分析模型能很好地分析片上网络通信时延和路由节点各方向的阻塞概率,以此进行片上网络的缓存资源优化,能在同等缓存资源的情况下降低数据通过网络的平均时延,使片上网络的性能得到改善。 展开更多
关键词 片上网络 分析模型 缓存优化 分配算法 性能优化
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基于内建自测技术的Mesh结构NoC无虚通道容错路由算法 被引量:7
13
作者 姚磊 蔡觉平 +2 位作者 李赞 张海林 王韶力 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期983-989,共7页
在Zhang's算法绕行思想的基础上,提出了一种2D-Mesh结构片上网络无虚通道容错路由算法,用于解决多故障节点情况下片上网络的无虚通道容错路由问题.算法利用内建自测试机制获取故障区域的位置信息,通过优化绕行策略来均衡故障区域周... 在Zhang's算法绕行思想的基础上,提出了一种2D-Mesh结构片上网络无虚通道容错路由算法,用于解决多故障节点情况下片上网络的无虚通道容错路由问题.算法利用内建自测试机制获取故障区域的位置信息,通过优化绕行策略来均衡故障区域周围链路的负载并减少部分数据的绕行距离.针对8×8的2D-Mesh网络的仿真表明,与Chen's算法相比,在故障区域大小为2×2,网络时延为70 cycles的情况下,随着故障区域位置的变化所提算法可提高1.2%到4.8%的网络注入率.且随着故障区域面积的扩大,所提算法在减少通信时延,提高网络吞吐量方面的作用更为明显. 展开更多
关键词 容错 片上网络 虚通道 内建自测
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处理器可靠性约束的电压频率岛NoC能耗优化 被引量:7
14
作者 张剑贤 周端 +2 位作者 杨银堂 赖睿 高翔 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期2205-2211,共7页
该文针对支持电压频率岛的NoC能耗优化问题,提出了基于电压频率岛划分、分配以及任务映射的能耗优化方法。该方法通过基于处理器可靠性约束的电压频率岛划分,降低了处理器能耗;利用近凸区域选择的电压频率岛分配策略,减少了不同电压岛... 该文针对支持电压频率岛的NoC能耗优化问题,提出了基于电压频率岛划分、分配以及任务映射的能耗优化方法。该方法通过基于处理器可靠性约束的电压频率岛划分,降低了处理器能耗;利用近凸区域选择的电压频率岛分配策略,减少了不同电压岛间复杂路由器的个数;借助量子粒子群算法优化了NoC映射,降低了系统的通信能耗。实验结果表明,该文算法在满足NoC处理器可靠性要求的前提下,可显著降低NoC系统能耗。 展开更多
关键词 片上网络 电压频率岛 可靠性 映射 量子粒子群
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片上网络关键技术及仿真方法研究 被引量:7
15
作者 段宜宾 王晓冬 唐磊 《通信技术》 2009年第12期182-184,共3页
片上网络(NoC)的研究借鉴了计算机网络的设计思想,将计算机网络技术移植到芯片设计中来。介绍了片上网络的关键技术和仿真方法,包括拓扑结构、路由与交换协议、流量控制、缓存设计、性能评估与仿真等,并对今后的研究做出了展望。
关键词 片上网络 拓扑 协议 仿真
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基于故障链路缓存再利用的NoC容错路由算法 被引量:7
16
作者 张士鉴 韩国栋 +1 位作者 沈剑良 柯璘 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期131-137,共7页
建立故障模型是进行片上网络容错研究的基础,传统的细粒度故障模型未能有效地区分链路故障和通道故障.为了进一步提高片上资源的利用率,构建了一种粒度更细的微粒度故障模型,并在该模型的基础上提出了基于故障链路缓存再利用的容错路由... 建立故障模型是进行片上网络容错研究的基础,传统的细粒度故障模型未能有效地区分链路故障和通道故障.为了进一步提高片上资源的利用率,构建了一种粒度更细的微粒度故障模型,并在该模型的基础上提出了基于故障链路缓存再利用的容错路由算法.该算法为每个通信节点增加4条自收发通道,并采用基于缓存再利用的透传机制,通过复用故障链路两端的正常缓存和通道来透传故障通道上的数据包,提高了数据包采用最优输出端口的概率.实验结果表明,文中算法在高故障比例的片上网络中优势明显,且能以相对较小的硬件开销换取平均吞吐量、平均延迟和数据包平均跳数等性能的大幅度提升. 展开更多
关键词 片上网络 故障模型 容错路由 缓存再利用 透传
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一种新型片上网络拓扑结构及其自适应路由算法 被引量:7
17
作者 李贞妮 李晶皎 +1 位作者 王爱侠 张壬申 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1217-1221,共5页
由于片上网络的拓扑结构和路由算法直接影响片上网络的传输延迟和传输效率,提出了一种新的片上网络拓扑结构——半环形网格结构(H-annular Mesh).它以2D-Mesh拓扑结构为基础,由顶角节点向中心节点引入连线构成半环形的网格结构,充分结合... 由于片上网络的拓扑结构和路由算法直接影响片上网络的传输延迟和传输效率,提出了一种新的片上网络拓扑结构——半环形网格结构(H-annular Mesh).它以2D-Mesh拓扑结构为基础,由顶角节点向中心节点引入连线构成半环形的网格结构,充分结合了2D-Torus拓扑结构的优点.并针对H-annular Mesh拓扑结构,提出了HAA-XY自适应路由算法.仿真结果表明,基于H-annular Mesh拓扑结构和HAAXY路由算法的片上网络,能够有效地减少网络传输延迟,并可实现多方向及多节点的数据并行通信. 展开更多
关键词 半环形网格 片上网络 拓扑结构 自适应 路由算法
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片上网络的低功耗自适应数据保护 被引量:1
18
作者 周文彪 张岩 毛志刚 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第22期28-30,共3页
针对片上网络(NoC)提出了一种低功耗自适应数据保护机制。根据不同的片上网络通信链路错误数目自适应选择,在路由节点之间进行数据保护的跳距,保证了系统芯片功耗效率最优化。实验结果证明,在同样的可靠约束条件下,采用自适应数据保护,... 针对片上网络(NoC)提出了一种低功耗自适应数据保护机制。根据不同的片上网络通信链路错误数目自适应选择,在路由节点之间进行数据保护的跳距,保证了系统芯片功耗效率最优化。实验结果证明,在同样的可靠约束条件下,采用自适应数据保护,其功耗低于节点到节点,端到端的数据保护,特别是对需要高可靠性的NoC通信结构,自适应数据保护机制表现得更为有效。 展开更多
关键词 片上网络 数据保护 低功耗 节点到节点 端到端 自适应
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面向通信能耗的3D NoC映射研究 被引量:6
19
作者 李东生 刘琪 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期504-507,共4页
对于传统的平面结构,三维片上网络(3D NoC)具有更好的集成度和性能,在单芯片内部可以集成更多的处理器核。3D NoC作为2D NoC的结构拓展,在性能提高和低功耗设计方面更具优越性,成为多核系统芯片结构的主流架构。映射就是应用某种算法寻... 对于传统的平面结构,三维片上网络(3D NoC)具有更好的集成度和性能,在单芯片内部可以集成更多的处理器核。3D NoC作为2D NoC的结构拓展,在性能提高和低功耗设计方面更具优越性,成为多核系统芯片结构的主流架构。映射就是应用某种算法寻找一种最优方案,将通信任务图的子任务分配到NoC的资源节点上,保证NoC的通信能耗最小。参照2D NoC的研究方法,提出了针对3D网格NoC的通信能耗模型,采用蚁群算法实现了面向通信能耗的NoC映射。实验结果表明,面向不同网络规模的3D网格NoC平台,蚁群映射同随机映射相比,通信能耗降低可以达23%~42%。 展开更多
关键词 片上网络 低功耗设计 三维片上网络 任务映射 蚁群算法
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基于随机路由的高性能片上路由器设计与仿真 被引量:6
20
作者 岳峰 李润丰 +3 位作者 陈田 刘军 陈鹏 王伟 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2013年第7期669-675,共7页
片上网络作为片上系统的互联机制,解决了多核芯片扩展性、时钟同步等方面的问题。高性能片上路由器作为片上网络的核心结构,已经成为一个重要的研究课题。提出了一种基于随机路由的高性能片上路由器的设计结构,实现了虚通道技术、随机... 片上网络作为片上系统的互联机制,解决了多核芯片扩展性、时钟同步等方面的问题。高性能片上路由器作为片上网络的核心结构,已经成为一个重要的研究课题。提出了一种基于随机路由的高性能片上路由器的设计结构,实现了虚通道技术、随机路由算法、信元反馈机制。使用Verilog完成设计,通过Modelsim软件仿真后可以证明,该路由器能够正常运行,并满足功能和时序要求,同时,使用该片上路由器的片上网络的吞吐量和平均延迟性能较好。 展开更多
关键词 片上网络 片上路由器 随机路由 虚通道交换 信元反馈
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