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基于NoC的软错误点到点容错机制及面向可靠性的应用映射算法研究

作　者: 乌耀益
导　师: 付宇卓
学　校: 上海交通大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 片上网络容错映射
分类号: TP302.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 15次
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内容摘要

随着集成电路的发展,工艺技术的演进,芯片的集成度越来越高,多核结构迅速成为了处理器设计和发展的趋势。目前,工艺尺寸的缩小使得互连线的延迟已经超过了门延迟,片上众多核之间的通信问题成为了阻碍性能提升的难题。片上网络因其具有高带宽、低延迟的特性应运而生,被认为是最有希望取代共享总线的一种结构。高集成度带来的尺寸缩小也加重了器件良率和外界干扰带来的影响,片上网络系统发生软错误和硬错误的可能性大大上升。尤其值得关注的是系统软错误,由于外界干扰引起路由节点和链路中的数据信息或控制信息出错,但不会造成硬件的损坏。软错误在芯片生产测试过程中无法预测,却可能导致系统出错甚至崩溃。因而,必须有容错机制来保证系统可靠性。本文针对片上网络的链路上发生的软错误,利用扩展海明码和循环校验码,设计和实现了四种点到点的容错机制。在周期精确的仿真平台中进行了系统级仿真,总结了不同条件下,各容错机制的表现情况,为片上网络的系统设计者提供设计和选择容错技术的参考依据。片上网络的应用映射问题也是片上网络设计的一个重要问题,本文将对容错机制的考虑加入到了映射算法中来,实现了完整的通信开销函数建模,并结合基于贪心思想的启发式算法设计了考虑可靠性的映射算法,从更高的抽象层次使网络的可靠性得以提高。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-10
第一章绪论  10-17
  1.1 片上网络背景  10-12
  1.2 片上网络可靠性要求  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-16
    1.3.1 国外相关研究  13-15
    1.3.2 国内相关研究  15-16
  1.4 论文主要内容与章节安排  16-17
第二章片上网络介绍  17-27
  2.1 片上网络体系结构  17-23
    2.1.1 拓扑结构  18-19
    2.1.2 路由算法  19-20
    2.1.3 数据包格式  20-21
    2.1.4 包交换机制  21-22
    2.1.5 虚通道流控制  22-23
  2.2 片上网络路由器微结构  23-25
  2.3 片上网络系统设计流程  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章片上网络点到点容错  27-43
  3.1 片上网络链路软错误容错  27-31
    3.1.1 片上网络软错误类型  27-28
    3.1.2 片上网络链路软错误基本容错方法  28-31
  3.2 点到点容错策略  31-36
    3.2.1 扩展海明校验码  31-33
    3.2.2 CRC 校验机制  33-34
    3.2.3 点到点容错结构  34-36
  3.3 链路软错误模型  36
  3.4 点到点容错仿真测试  36-42
    3.4.1 Nirgam 仿真平台  36-37
    3.4.2 点到点容错仿真  37-38
    3.4.3 实验结果与分析  38-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章考虑可靠性的片上网络应用映射  43-55
  4.1 片上网络映射问题  43-45
    4.1.1 映射问题简介  43-44
    4.1.2 映射问题研究现状  44-45
    4.1.3 公式化定义  45
  4.2 考虑网络性能的映射算法  45-47
  4.3 考虑可靠性的映射算法  47-49
  4.4 映射算法仿真结果与分析  49-54
    4.4.1 仿真平台  49-50
    4.4.2 测试结果与分析  50-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章结束语  55-57
  5.1 总结  55
  5.2 展望  55-57
参考文献  57-62
致谢  62-63
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  63-65

基于NoC的软错误点到点容错机制及面向可靠性的应用映射算法研究

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