学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于NoC模拟器的片上网络的性能研究

作　者: 任鹏帅
导　师: 荆明娥; 曾晓洋
学　校: 复旦大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 片上网络片上网络模拟器虚拟通道吞吐率延迟
分类号: TN47
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 65次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

目前,片上网络(Network-on-Chip)结构是片上系统(System-on-Chip)所应用的主流通信结构。与其他传统的通信结构,例如总线结构相比,片上网络的拓扑结构简单且规则,处理模块和存储模块的可重用性好、设计参数的可预测性、集成度的可扩展性,通信的并发性,适合应用于尺寸不断减小的集成电路中数据的通信。当数据在应用这种结构的通信网络中传输时,通信网络能够保证较高的数据吞吐率和较低的网络延迟,同时不会造成由于大量数据传输所带来的过多能量损耗。片上网络虽然作为目前的片上系统的最佳数据通信结构,但对片上网络的研究是在最近的十几年中才开始进行,因此,有许多关于片上网络设计的问题还有待解决。针对当前的片上网络结构并没有发展到十分完善的地步,仍然有很多地方值得探索和改进,有很多大学和科研机构一直在不遗余力的研究片上网络结构,提出新的优化方案,改进现有片上网络结构的种种缺陷,提高片上网络的性能指标并减小设计片上网络的硬件开销。使用片上网络模拟器对片上网络进行虚拟仿真是一种主流的研究片上网络结构的方法之一,片上网络模拟器能够周期准确地模拟真实的片上网络在一定的周期下的数据传输状况,记录某时刻网络中某个通信通道的数据包属性或者某个通信通道的堵塞状况,研究人员能够从中找到找出这些问题的原因,从而能够提出解决方案来优化网路。本文针对片上网络中所使用的虚拟通道,这一能够解决网络死锁问题、提高网络性能的技术,使用了周期准确的片上网络模拟器仿真具有虚拟通道的片上网络的数据传输过程,记录并统计了在固定的周期内,片上网络的平均数据吞吐率和一个数据包在网络上传输的平均延时,并和单通道的网络传输性能作比较。接下来通过增加虚拟通道的个数,在相同硬件资源,不同的数据包注入率和数据包大小的条件下,进行片上网络的性能仿真,通过比较这些仿真结果的优劣,找出最佳的片上网络的虚拟通道的设计方案以满足网络的性能要求。同时,评估并设计了在虚拟通道最佳设计方案中所传输的数据包的最佳大小,以保证传输这种大小的数据包的片上网络的性能达到最优。

全文目录

目录  2-4
摘要  4-5
Abstract  5-6
第一章绪论  6-16
  1.1 片上系统  6-9
  1.2 片上网络的研究现状  9-12
  1.3 本文的研究背景和结构安排  12-16
第二章片上网络模拟器  16-35
  2.1 片上网络模拟器  16-22
    2.1.1 解析模型  17-18
    2.1.2 NoC模拟器  18-22
  2.2 几种常见的片上网络模拟器  22-24
    2.2.1 Nirgam模拟器  22-23
    2.2.2 FIST模拟器  23-24
  2.3 片上网络模拟器Wormsim  24-30
  2.4 支持虚拟通道的片上网络模拟器Vwormsim  30-35
第三章虚拟通道对网络性能的影响  35-46
  3.1 单通道大小对网络性能的影响  35-41
    3.1.1 不同数据包注入率对吞吐率和延迟的影响分析  35-38
    3.1.2 不同数据包大小对吞吐率和延迟的影响分析  38-41
  3.2 虚拟通道个数对网络性能的影响  41-46
    3.2.1 不同数据包注入率对吞吐率和延迟的影响分析  41-43
    3.2.2 不同数据包大小对吞吐率和延迟的影响分析  43-46
第四章固定资源的寄存器资源对网络性能的影响  46-54
  4.1 虚拟通道个数的设置对网络性能的影响  46-49
    4.1.1 随机实例的模拟  46-48
    4.1.2 多个应用实例网络性能的模拟  48-49
  4.2 数据包大小的设计对网络性能的影响  49-52
  4.3 结论  52-54
第五章总结与展望  54-55
参考文献  55-59
附录Ⅰ  59-67
附录Ⅱ  67-74
致谢  74-75

基于NoC模拟器的片上网络的性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文