NoC基础研究及一款基于XY路由算法的虫孔路由设计

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1、毕业设计[论文]题目：NoC基础研究及一款基于XY路由算法的虫孔路由设计学院：电气与信息工程学院专业：电子信息工程姓名：XXX学号：0934111指导老师：XXX完成时间：2015年06月01日河南城建学院本科毕业设计（论文）摘要摘要片上网络作为一种新的通信方式，其核心是网络架构，与采用单总线结构的片上系统相比，片上网络能适应更大的系统规模、更高的系统复杂度和更多的IP核数量。因此，片上网络更能适应现实需求，对其进行研究十分必要。而路由算法直接决定片上网络的性能；片上网络的输入、输出模块与其内部交换器的连接方式和连接时间则取决于片上网络的交

2、换技术。对于片上网络的研究，这两个问题都非常关键。本文总结了片上网络的拓扑结构、路由算法、数据交换方式，重点解释了XY路由算法、2D-Mesh拓扑结构和虫孔交换的优缺点，并使用VHDL语言设计了一款基于XY路由算法的虫孔路由器，设计分为输入、输出、虚拟通道、计数、顶层5个模块，完成了XY路由算法的虫孔路由器的各项功能。最后使用QuartusⅡ完成编译及rtl级仿真。关键词:NoC，2D-Mesh拓扑结构，XY路由算法，虫孔路由器，VHDL河南城建学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTNoC,abrandnewmethodo

3、fcommunication,withacentraldesigntechniqueofnetworkarchitecture,isabletoadapttonowadaysbiggersizeandhighercomplexityofthesystemandlargernumberofipcoresthanSoCwhichisbasedonbusstructure.Therefore,itisofgreatsignificancetostudyit.BeingthekeyproblemofNoC，theroutingalgorithm,a

4、swellasthewayofswitching,influencestheperformanceofNoCdirectly.Thispapergivesasummaryofthetopologystructure,routingalgorithmanddataswitchingpatternofNoC.AnditexplainsbothofthepositiveandnegtivefactsofXYroutingalgorithm,thetopologicalstructureof2D-Meshandwormholeswitching.A

5、lso,thereisadesignofawormholedatarouterwhichisbasedontheXYroutingalgorithm,usingVHDL.Thedesignconsistsofinput,output,fifo,creditandtopmoduleandiscompiledbyQuartusⅡatrtllevel.KEYWORDS:NoC，Thetopologicalstructureof2D-Mesh，XYroutingalgorithm，Wormholedatarouter，VHDL河南城建学院本科毕业设

6、计（论文）目录目录摘要IABSTRACTII目录III1引言11.1课题背景12NoC基础研究32.1基本概念32.2拓扑结构42.2.1二维网格结构42.2.2环状结构42.2.3胖树结构52.3路由算法62.3.1XY路由算法62.4数据交换方式72.4.1虫孔交换机制72.4.2分组交换技术82.4.3电路交换技术83基于XY路由算法的虫孔路由器设计93.1总体设计93.1.1基本理论93.1.2设计总体框架93.2基于XY路由算法的虫孔路由器程序设计114程序仿真124.1Modelsim仿真流程124.2各模块仿真结果124.2.

7、1输入模块124.2.2FIFO模块134.2.3计数模块144.2.4输出模块144.3整体仿真145设计总结165.1设计过程中遇到的问题及解决方法165.2展望16参考文献17致谢18附录19附录A：基于XY路由算法的虫孔路由器程序19附录B：总程序测试平台35附录C：rtl仿真图像37河南城建学院本科毕业设计（论文）引言1引言1.1课题背景当前，市场对电子产品的需求与日俱增，PC（PersonalComputer）市场也随之日益成熟，数码消费品将主导半导体产品市场的未来增长。在过去的50余年里，集成电路（IC，IntegratedC

8、ircuit）作为有史以来持续发展最快的技术之一，其复杂度每年增长50%以上，单一芯片上晶体管的数目增长呈指数规律。而片上系统（SoC，SystemonChip）虽然具有良好的片