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万方数据
日期:
日期
摘
摘
要
要
随 着 片 上 系 统 中 所 包 含 的 IP 核 数 目 剧 增 , 以 通 信 为 核 心 的 片 上 网 络
(Network-on-chip,NoC)展示了其优于总线结构的本质和属性,其必将成为集成电路
下一代主流设计技术。而 NoC 路径分配作为 NoC 设计流程中的关键步骤,它的实现对
节省通讯延时和改善 NoC 系统性能有着至关重要的意义。然而,高效、低需求以及适
应 NoC 体系结构要求的 NoC 路径分配算法是一个 NP 问题,在规模较大的 NoC 中几乎
不可能求得其最优解,因此研究新方法、策略以解决 NoC 路径分配难题具有重要的理
论和现实意义。
文章首先研究了 NoC 路径分配相关技术,选取二维网格拓扑结构,源确定性最短
路由算法和虫洞交换技术,以及虚拟信道流控技术的 NoC 架构,设计了一种基于改进
粒子群算法的最短路径分配方法,并建立了旨在优化带宽需求和平衡链路的统一目标
数学模型。通过调整参数λ,亦可选择联合目标优化,以求避免网络拥塞,节省通讯
延时,实现 NoC 路径分配多目标优化设计。并在此基础上,为了摆脱易陷入局部极值
的束缚,引入遗传操作,设计混合粒子群---遗传算法,并建立了相应的数学模型,
实现了基于混合算法的 NoC 路径分配优化设计。
最后,文章以十个应用特征图为实验对象,选取优化的经验值作为参数初始值,
展开 NoC 路径分配实验。仿真实验结果表明,文章的 NoC 路径分配算法适应 2D Mesh
拓扑结构的要求,不仅有效地得到了低带宽需求、链路均衡的路径分配方案,而且算
法收敛速度快,能节省通讯延迟,提高 NoC 通讯任务的执行效率,为多媒体等具有高
带宽和实时性要求的应用提供保证。
关键词:NoC;路径分配;粒子群算法;混合算法;多目标优化.
- I -
万方数据
基于粒子群算法的 NoC 路径分配研究
Abstract
As the number of IP cores dramatically increased in the System-on-chip,
Network-on-chip (NoC) demonstrates its superiority over bus architecture in the nature and
properties, because the computer network technology is transplanted into NoC; and it
becomes the next generation of mainstream architecture for integrated circuits. NoC routing
path allocation is a key step in NoC design flow; its realization is of great significant to
save communication latency and improve system performance. However, NoC routing
algorithm is an NP problem, which must be high efficient, low demand and should meet the
requirements of NoC architecture. In large-scale NoC it is almost impossible to obtain the
optima
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