無緩存片上網(wǎng)絡(luò)路由算法研究

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1、分類號：密級：UDC：編號：工學(xué)碩士學(xué)位論文無緩存片上網(wǎng)絡(luò)路由算法研究碩士研究生：張明濤指導(dǎo)教師：姚愛紅副教授學(xué)科、專業(yè)：計算機應(yīng)用技術(shù)論文主審人：張國印教授哈爾濱工程大學(xué)2013年3月分類號：密級：UDC：編號：工學(xué)碩士學(xué)位論文無緩存片上網(wǎng)絡(luò)路由算法研究碩士研究生：張明濤指導(dǎo)教師：姚愛紅副教授學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：計算機應(yīng)用技術(shù)所在單位：計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院論文提交日期：2012年12月論文答辯日期：2013年3月學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex：U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchonRouti

2、ngAlgorithmsforBufferlessNetworkonChipCandidate：ZhangMingtaoSupervisor：AssociateProf.YaoAihongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ComputerAppliedTechnologyDateofSubmission：December,2012DateofOralExamination：March,2013University：HarbinEngineeringUniversity哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本

3、論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨立完成的。有關(guān)觀點、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者（簽字）：日期：年月日哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的有關(guān)規(guī)定，即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部分或全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行

4、檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文，可以公布論文的全部內(nèi)容。同時本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文（□在授予學(xué)位后即可□在授予學(xué)位12個月后□解密后）由哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者（簽字）：導(dǎo)師（簽字）：日期：年月日年月日無緩存片上網(wǎng)絡(luò)路由算法研究摘要伴隨著集成電路的發(fā)展，單芯片集成的IP核越來越多，芯片從以計算為中心開始向以通訊為中心轉(zhuǎn)移，形成了新的集成電路體系結(jié)構(gòu)，即片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（Network-on-Chip,NoC）。當(dāng)前關(guān)于片上網(wǎng)絡(luò)的研究多數(shù)是

5、基于有緩存的路由，但是緩存增加了芯片的面積開銷和能耗，本文研究了無緩存NoC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由算法，提出了改進(jìn)的無緩存NoC路由算法并進(jìn)行了仿真評估。為了解決現(xiàn)有的基于二維n×nMesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無緩存路由算法中存在高注入率下網(wǎng)絡(luò)平均延遲長等問題，本文首先以BLESS_PERM算法為基礎(chǔ)，提出了DC-BLESS算法，該算法借鑒交通控制中的“綠波聯(lián)動”思想，采用偏轉(zhuǎn)次數(shù)越低優(yōu)先級越高的策略快速降低網(wǎng)絡(luò)中的流量，減少了網(wǎng)絡(luò)平均延遲。為了防止某些數(shù)據(jù)微片偏轉(zhuǎn)次數(shù)過多，對偏轉(zhuǎn)次數(shù)大于閾值的情況，進(jìn)行清零操作，提高數(shù)據(jù)微片的優(yōu)先級。然后，針對二維n×nMesh網(wǎng)絡(luò)直徑大、頂點之間距離遠(yuǎn)的缺點，提出了Z

6、-Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將二維Mesh拓?fù)涞淖笊吓c右上、右上與左下、左下與右下三對頂點進(jìn)行了連接，從而縮短網(wǎng)絡(luò)直徑，降低網(wǎng)絡(luò)延遲。最后，針對Z-Mesh結(jié)構(gòu)的特點對DC-BLESS算法的數(shù)據(jù)微片有效端口計算方式進(jìn)行了修改，提出了基于Z-Mesh結(jié)構(gòu)的Z-DC-BLESS算法，降低了網(wǎng)絡(luò)的平均延遲。為了對所提出的DC-BLESS算法和Z-DC-BLESS算法進(jìn)行仿真驗證，本文設(shè)計了NoC路由算法性能仿真器。通過對BLESS_PERM、DC-BLESS和Z-DC-BLESS三種算法的仿真結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)：在均勻隨機、置換、熱點三種流量模式下，提出的DC-BLESS算法比BLESS_PERM算法的網(wǎng)絡(luò)

7、平均延遲都有減少，其中降低最多的是置換模式（約為18%）；而Z-DC-BLESS算法在三種模式下的網(wǎng)絡(luò)平均延遲又比DC-BLESS算法都有減少，降低最多的也是置換模式（約為19.9%）。關(guān)鍵詞：片上網(wǎng)絡(luò)；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；偏轉(zhuǎn)路由；無緩存路由算法哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文無緩存片上網(wǎng)絡(luò)路由算法研究AbstractWiththedevelopmentofintegratedcircuits,moreandmoreIPcoresareinteg