面向温度的片上网络设计技术研究

片上网络以其优越的性能逐步成为高性能片上通信的解决方案,而温度作为片上网络工作过程中的一个重要参数,影响芯片的整体性能。局部“热点”的产生会使片上网络性能降低,甚至造成器件损坏。针对局部“热点”的问题,本文基于动静态映射的方法,设计出一种监测与任务加载电路,实时监测片上网络的工作状态,并重新配置映射任务,以降低“热点”温度。此外针对任务间一对多的通讯关系,提出一种基于层次化网络结构的多播数据包拆分传输策略,并设计实现出多播片上网络。本文的主要工作如下:(1)基于映射的动态热管理方法针对片上网络处理任务时,所产生的局部“热点”问题,基于动态与静态映射相结合的方法,设计实现了监测与任务加载硬件电路。片上网络工作时,硬件电路实时监测片上网络的运行状态并收集相关参数,上传到上位机。上位机处理收集到的数据,得出局部“热点”位置,然后重新配置任务在网络中的分布,以达到“热点”的消除和转移效果。实验结果表明,这种方法能够有效降低“热点”温度,最大可降低31.6%。(2)基于层次化网络结构的多播数据包拆分传输在已有基于层次化网络结构的多播路由算法的基础上,加入了一种多播数据包两级拆分机制。该机制针对上行路径上以及上行路径相邻的目的节点。为了避免引入新的死锁情况且兼顾多播数据包的整体延迟,采用空闲拆分策略。只有当对应的拆分输出端口空闲时,才拆分传输。在不增加算法实现复杂度的前提下,降低了多播数据包的传输延迟,并设计实现出相应的多播片上网络。实验结果表明,相对于不拆分传输方式,传输延迟最大降低了50.3%。