三維片上網絡路由器的研究.pdf

1、隨著專用集成電路技術的成熟，單個芯片上可集成的IP(Intellectual Property)核數目越來越多，基于總線架構的片上系統(tǒng)在時延、吞吐、功耗以及可擴展性等方面面臨著巨大挑戰(zhàn)。片上網絡(Network-on-Chip)作為解決片上多核互連的有效技術，按照通信和計算相分離的思想較好地改善了網絡性能。片上網絡路由器是負責片上互連通信的關鍵元件之一，該元件的主要功能是將IP核通過鏈路進行互連，并為各通信IP核之間提供通信路徑的選擇和

2、競爭的調度。
　　本文對片上網絡路由器設計的關鍵問題進行總結和比較，對經典虛信道路由器的原理進行了詳細分析，且詳細介紹了虛信道路由器的幾類改進方案并對虛信道路由器在不同網絡配置下的性能進行分析。文中首先針對虛信道路由器流水線深度長和緩存利用率低的問題，提出了基于提前分配路徑的低時延片上路由器。路由器采用提前路由和仲裁信號提前傳輸的思想，降低了分組在虛信道路由器中的關鍵路徑時延，提高緩存利用率并優(yōu)化了網絡性能；其次針對三維片上路由器

3、在端口擴展、層間和層內鏈路長度及帶寬不同問題，提出一種面向三維的片上網絡路由器結構，該路由器根據片上網絡業(yè)務分布的特性，按照通信路徑集合劃分方式將交叉開關規(guī)模劃分為兩個子模塊，各模塊采用分離三階段仲裁實現(xiàn)請求匹配，并且在層內與層間采用不同速率進行分組處理。通過OPNET仿真表明，提出的路由器與經典的三維虛信道路由器相比在時延和吞吐等方面均有一定改善,并且交叉開關的硬件開銷降低；最后針對輪詢調度算法的局部公平和在片上網絡應用中的缺陷，提出