基于NoC的改进XY自适应路由算法的设计.docVIP

西安电子科技大学

硕士学位论文

基于NoC的改进XY自适应路由算法的设计

姓名：贾佳

申请学位级别：硕士

专业：计算机应用技术

指导教师：周端

2011-01

摘要

片上网络借鉴了并行计算机互连网络的思想，在芯片上实现处理单元之间的互连，从而在体系结构上解决了总线结构所造成的一系列问题，逐渐成为当前最为活跃的学术课题之一。其中，路由算法作为片上网络的关键技术之一，是一个

非常重要的研究方向。

本文对拓扑结构、交换机制、路由算法等片上网络的关键技术进行分析和研究。针对片上网络异步传输的特点，对片上网络的主要组成部分—-—网络接口及路由节点分别进行设计，并采用硬件描述语言将其实现。在此基础上，利用所设计的IP模块构建Mesh结构的4X4片上网络验证平台，在该平台上对改进的XY

自适应路由算法进行功能验证和性能分析。

论文在深入研究多种自适应路由算法的基础上，针对这些算法存在的实现复杂度大、不具有通用性和数据包绕行传输等问题，提出一种改进XY白适应路由算法。该算法采用XY双向输出竞争策略，充分地利用路由节点的输出端口，从而降低数据传输延迟，提高网络吞吐量，使片上网络性能得到很大的提升。通过基于单个路由节点及片上网络的验证与性能分析，可以看出本文所提出的改进XY自适应路由算法可以获得较好的网络性能，对于片上网络的应用研究具有很好的

指导意义。

关键词：片上网络自适应路由算法仲裁机制

Abstract

NetworkonChip(NoC)usestheideaofparallelcomputernetworkforreference,realizingcommunicationsthroughthenetworkonthechip,andsolvingaseriesofproblemscausedbybusstructure.Thus,ithasbecomeoneofthehottestacademictopics.AsoneofthekeytechnologiesofNoC,routingalgorithmisanimportant

researchorientation.

Inthispaper,thekeytechnologiesofNoCsuchastopologystructure,informationexchangemechanismandroutingalgorithmareanalyzedandresearched.NetworkInterface(NI)androuter,themaincomponentsofNoC,aredesignedandimplementedusingHardwareDescriptionLanguage(HDL)accordingtothecharacteristicofasynchronoustransfer.A4X4meshNoCisachievedbasedonthedesignedIPmodules,onwhichtheperformanceverificationsofimprovedXYadaptiveroutingalgorithmare

carriedout.

Inthispaper,improvedXYadaptiveroutingalgorithmisproposedbasedontheanalysisofproblemssuchascomplexrealizability,pooruniversalityandcircuitoustransitionexistedinsomeadaptiveroutingalgorithms.InimprovedXYadaptiveroutingalgorithm,thestrategycompetingforoutputportsinbothXandYdirectionsisemployedtoutilizetheoutputportsoftheroutersuficiently,andtoreducethetransmissionlatencyandimprove