片上网络高效自适应路由算法研究.doc

片上网络高效自适应路由算法研究

作者姓名孙亚东 指导教师姓名、职称李娅妮副教授

申请学位类别工学硕士

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学

学密

学校代码

分类号

10701

TN4

号1511122611

级公开

西安电子科技大学

硕士学位论文

片上网络高效自适应路由算法研究

作者姓名：孙亚东

一级学科：电子科学与技术

二级学科：微电子学与固体电子学

学位类别：工学硕士

指导教师姓名、职称：李娅妮副教授

学院：微电子学院

提交日期：2018年6月

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Theresearchofefficientadaptivealgorithm

onnetwork-on-chip

Athesissubmittedto

XIDIANUNIVERSITY

inpartialfulfillmentoftherequirements

forthedegreeofMaster

inMicroelectronicsandSolid-StateElectronics

By

SunYadong

Supervisor:LiYaniTitle:AssociateProfessor

June2018

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西安电子科技大学

学位论文独创性(或创新性)声明

秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工

作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。

本人签名：日期：

西安电子科技大学

关于论文使用授权的说明

本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论

文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。

必威体育官网网址的学位论文在年解密后适用本授权书。

本人签名：导师签名：

日期：日期：

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摘要

摘要

随着集成电路(IntegratedCircuit,IC)工艺节点的进步，在片上系统(System-on-chip,SoC)上可集成的IP(IntellectualProperty)核数越来越多，实现的功能也越来越复杂。SoC设计方法学通常采用总线式结构设计，目前在系统设计中总线面临的有限地址空间和较大的延迟问题已成为设计的瓶颈。片上网络(Network-on-chip,NoC)技术借鉴了分布式计算机网络通信的特点，它具有的并行通信能力和网络可扩展性可以有效地解

决复杂SoC的通信瓶颈问题，已成为具有广阔前景的片上互连解决方案。

在片上网络设计中，路由算法对网络的延迟、吞吐率和硬件开销等性能有重要的影响，因此，高效路由算法的研究十分重要。路由算法中确定性路由算法的路径唯一、实现简单，但不能根据网络状态选择路径，仅适用于低注入率；而其中的自适应路由

算法可以根据网络的状态动态选择轻负载路径，适用于高注入率。

本论文系统地分析了片上网络设计的关键技术，对自适应路由算法展开了深入的

研究，提出了一些设计思路，主要的研究内容和研究成果如下：

(1)对已存在的XY、XY-YX、CXY和OE(OddEven)路由算法进行了详细的分析和实现，通过流程框图、伪代码和转弯模型(TurnModel)分析了每种路由算法的设计思想和优缺点，然后通过对比分析找出了已有路由算法可以进一步改进的创新点，

即将传统的OE路由算法改进为真正的具有自适应性的OE路由算法。

(2)针对传统OE路由算法不能动态选择路由路径的问题，提出了一种公平仲裁路由(FairArbiterRouting,FAR