noc中voq路由器与链路容错技术分析-(5335)

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1、万方数据致谢岁月如歌，时光如白驹过隙般默默从指缝间流淌，像是一出舞台剧的落幕，转眼间我三年的研究生生活就这样结束了。回首这三年的点点滴滴，往事历历在目。值此毕业之际，对那些引导我、帮助我、激励我的人，致以我最诚挚的感谢!首先，特别感谢我的导师——欧阳一鸣教授，欧阳老师在我三年的学习生活中，给予我们良好的学习、生活环境。在学习上，欧阳老师积极认真，一丝不苟。他每次开会都跟我们一起激烈的讨论，激发了我们学习的热情。我们写的每篇论文欧阳老师都认真审阅，从文章的题目到文章的结尾都多次跟我们讨论，帮助修改。能师从欧阳老师，是我们的荣幸。在生活上，欧阳老师对我们的身体和日常生活也极为关

2、心，号召大家晚上跑步，积极锻炼身体。总之，欧阳老师渊博的学识、孜孜不倦的工作态度、严谨的治学态度和积极乐观的生活态度都深深的令人敬佩，并感染我们。感谢欧阳老师这三年对我的指导、帮助、支持和鼓励。其次，感谢张一栋师兄、贺超师兄、何敏师兄、欧阳小叶师姐和韩倩倩师姐对我的帮助，在生活和学术上给予我关心和指导。感谢同一届的陈义军同学和杨鑫同学，在这三年中互相激励，互相探讨。感谢何鑫城、陈奇、孙成龙、笪健和陈静雯等师弟师妹在我论文修改过程中给予的支持与帮助。特别感谢我的父母多年来给予我的关心和爱护，我会继续加油，努力成为你们的骄傲。祝你们一切顺心，幸福安康。最后，由衷的感谢在百忙中评

3、阅本篇论文的专家、教授。感谓j-你们提出的专业意见；感谢你们的敬业精神。作者：王悄2015年04月万方数据摘要集成电路的不断发展使得片上系统遇到了不可逾越的瓶颈问题，片上网络因其具有良好的可扩展性、较高的通信效率和可靠性等优势成为了一种新型的互连架构，被研究者们广泛研究。路由器是片上网络中的关键部件，主要负责数据包的存储转发，影响着网络的整体性能，故对路由器的容错设计显得尤为重要。NoC中数据包的传输需要经过链路，且链路占据了芯片上的绝大部分面积，故对链路的容错尤为重要。论文主要工作如下：(1)阐述了集成电路的发展、片上网络的研究背景。对常见的片上网络拓扑结构及片上网络中常

4、见的容错方法进行了介绍。(2)路由器中缓冲区所占的面积较大，且常见的缓冲区容错方案都可能会产生头阻塞问题，因此需要设计一种容错路由器架构，既可以解决头阻塞问题，又能实现缓冲区容错。本文提出一种相邻虚通道循环共享的VOQ容错路由器设计，可以有效地容忍虚通道故障，在网络拥塞时能最大程度的保证缓冲区的利用率，且在路由器内部虚通道均故障时依旧可以保证整个网络的连通性。在基准VOQ路由器的基础上，该文通过增加多个多路选择器和数据分配器来实现相邻虚通道的共享，增加旁路总线来保证即使输入端口内部虚通道均故障，路由器依旧可用。同时，该文设计了一种基于双向队列的FIFO控制器，通过两套读写指

5、针实现对借用虚通道数据包和非借用虚通道数据包的读写操作。(3)为解决链路的故障问题，该文将链路故障进行粒度划分，并提出了一种自适应的链路容错方法。当链路出现粗粒度故障时，重配置另一条链路的方向来传输数据包。当链路出现细粒度故障时，结合网络通信状态，选择重配置另一条链路的方向或利用自身剩余的完好位线来多次传输数据包。实验结果表明，该文方法较双向链路重配置方案和单向链路多次传输的容错方案而言，延时最多减小27．2％和34．2％，吞吐率最多增大21．7％和35．3％。在链路出现不同情况的故障时，该文方案有着明显的优势，保证了网络的可靠性。关键词：片上网络；容错路由器；虚通道共享；

6、粗粒度故障；细粒度故障II万方数据ABSTRACTThecontinuousdevelopmentofintegratedcircuitmakesthesystem—on—chipencounterinsurmountablebottleneckproblems，forthereasonofgoodextensibility，highefficiencyandreliabilityofcommunicationadvantages，Network-on—Chip(NoC)isbecominganewkindofinterconnectionarchitectureandwi

7、delystudiedbytheresearchers．AsacriticalcomponentinNoC，therouterismainlyinchargeofthepacketstore．and-forward，whichaffectstheperformanceofthewholesystem．Thus，itisespeciallyimportantthatproposeafault-tolerantschemefortherouter．AsthetransmissionofpacketsinNoCmustg