異構(gòu)多核SoC系統(tǒng)級(jí)模型研究.pdf

1、多核技術(shù)具有高并行計(jì)算處理能力,已成為指令級(jí)并行、線(xiàn)程級(jí)并行之外性能提升的新方式。片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)由于具有高并行通訊能力而成為多核乃至眾核系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)中最受關(guān)注的互連通訊機(jī)制。異構(gòu)多核系統(tǒng)芯片由于其核的構(gòu)成類(lèi)型較多,因而在體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和通訊機(jī)制優(yōu)化過(guò)程中面臨更高的復(fù)雜性等挑戰(zhàn)。因此,在設(shè)計(jì)的前期搭建系統(tǒng)級(jí)模型,對(duì)體系結(jié)構(gòu)和通訊方案進(jìn)行性能分析和驗(yàn)證至關(guān)重要。本文圍繞多核系統(tǒng)芯片中體系結(jié)構(gòu)和片上通訊的系統(tǒng)級(jí)建模問(wèn)題,搭建多種精度的系統(tǒng)模

2、型,可進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)通訊性能的量化分析,并為硬件設(shè)計(jì)提供參考模型。工作有以下幾個(gè)方面:
　　1.片上網(wǎng)絡(luò)的周期精確模型設(shè)計(jì)。采用C++語(yǔ)言,分別設(shè)計(jì)了周期精確的PCC路由器和虛通道的蟲(chóng)孔路由器,并完成相應(yīng)的資源網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì);進(jìn)行片上互連設(shè)計(jì),完成片上網(wǎng)絡(luò)周期精確模型的搭建。
　　2.不同路由結(jié)構(gòu)下片上網(wǎng)絡(luò)的通訊性能評(píng)估與分析。分別搭建了8×8的PCC網(wǎng)絡(luò)和虛通道的蟲(chóng)孔路由網(wǎng)絡(luò),并在通訊任務(wù)采用隨機(jī)分布策略時(shí),比較這兩種網(wǎng)絡(luò)的平

3、均包延時(shí)和平均吞吐率;實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示隨著包長(zhǎng)的不斷增加,二者的平均包延時(shí)都在減小,其中PCC網(wǎng)絡(luò)中包延時(shí)下降的幅度更大,表明PCC網(wǎng)絡(luò)適合于在長(zhǎng)包下傳輸。
　　3.稀疏PCC網(wǎng)絡(luò)的通訊性能評(píng)估與分析。在PCC網(wǎng)絡(luò)中稀疏分布資源節(jié)點(diǎn),以提供更多的傳輸鏈路,緩解PCC網(wǎng)絡(luò)擁塞;比較了16×16的稀疏PCC網(wǎng)絡(luò)與8×8的PCC網(wǎng)絡(luò)中平均包延時(shí),結(jié)果表明稀疏的PCC網(wǎng)絡(luò)能夠有效的改善網(wǎng)絡(luò)的通訊性能。
　　4.混合層次化結(jié)構(gòu)的片上網(wǎng)絡(luò)的

4、通訊性能評(píng)估與分析。搭建了外層為2D-Mesh結(jié)構(gòu),內(nèi)層為共享總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的混合層次化的片上網(wǎng)絡(luò);以正態(tài)分布中的3α作為通訊的特征參數(shù),并按距離源端的跳步數(shù)進(jìn)行通訊任務(wù)量的物理映射,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明混合層次化結(jié)構(gòu)的片上網(wǎng)絡(luò)更適合于通訊具有局域性的應(yīng)用,即局部通訊量大,全局通訊量小。
　　5.片上網(wǎng)絡(luò)與JPEG解碼的系統(tǒng)集成。分別完成了管腳精確、訪(fǎng)存精確的JPEG解碼系統(tǒng)級(jí)模型搭建,并對(duì)JPEG解碼程序并行分解,映射到PCC網(wǎng)絡(luò)中,進(jìn)行系統(tǒng)