基于拓扑结构的三维专用片上网络系统综合算法设计和实现-电子科学与技术专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 必威体育官网网址□，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于  不必威体育官网网址□。 （请在以上方框内打“√”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 出uq 出uq潜器 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人总担。 学位论文作者签名: τ1号 日期: TI午年 l 月乡日 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 必威体育官网网址口，在一一年解密后适用本授权书。 不必威体育官网网址曰。 副u 副uq辞时四 (请在以上方框内打 u .J ) 学位论文作者签名: 二军呼 指导教师签名:城惭金 日期:bl 怦年 l 月〉日 日期严。{千年| 月 3 日 上海交通大学硕士学位论文 上海交通大学硕士学位论文 万方数据 万方数据 基于拓扑结构的三维专用片上网络系统综合算法设计和实现 摘 要 由于需要在芯片上集成更多的处理器和存储器等，未来的片上系 统（System on Chip, SoC）设计, 随着半导体制造工艺的快速发展，而 变得越来越复杂。而早在 21 世纪初，作为用于解决 SoC 互连问题的 新方法被提出的片上网络（Network on Chip, NoC），相关研究和探讨 也在不断深入。不同于传统的总线式系统结构，片上网络拥有更优越 的可扩展性和模块化特性，被认为是未来半导体集成工艺下多核技术 发展的必然方向。 此外，片上网络的拓扑结构对整个系统的性能、面积、功耗都有 很大的决定作用。不同于早期的规则拓扑结构（mesh or torus），适用 于异构性 SoC 设计的专用片上网络（Application-Specific NoC，ASNoC） 拥有自定制的拓扑结构和 NoC 组件。 NoC 组件主要包括路由器 （switch/router）和网络接口（Network Interface）。因此针对异构的专 用片上系统的设计，专用片上网络往往拥有更低的功耗、更少的面积 和更好的性能。同时，将片上网络技术与当前日益成熟的三维集成电 路技术（3D-IC）相结合是一种必然趋势，也一直是学术界研究的热点 课题。 针对三维专用片上网络的综合问题，以系统功耗和性能为目标， 本文提出了基于拓扑结构的三维布局规划算法，来决定系统中各 IP 核 的布局规划（floorplan）, 路由和网络接口的数量和位置，以及路由之 间通信的路径分配。 在前人的工作中，SoC 核的摆放，NoC 组件的摆放，通信路径的 分配是分开求解的。然而实际是模块和网络模块的位置对通信路径的 分配有很大影响。因此，本文基于模拟退火算法结构，将以往分开的 I 步骤（IP 核的群划分+IP 核和 switch 的放置+路径分配算法+综合考虑 TSV 的拓扑结构评估）整合在一起，通过利用临时拓扑结构的信息（路 由的位置和通信），在布局规划的过程中，渐进式地调整整个拓扑结 构，探索最优解。很显然，分成几步所获得的局部最优解组合而成的 全局解往往并不是全局最优解，本文的基于拓扑机构的算法应该能找 到更好的全局解。 经若干典型的片上系统文件测试，本文的算法能得到更少功耗和 更小时延的三维专用片上网络的拓扑结构。 关键词：片上系统，专用片上网络，三维集成电路技术，拓扑结构 II RESEARCH AND IMPLEMENT OF TOPOLOG