片上可重构阵列容错方法研究.pdf

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1、第29卷第6期电子测量与仪器学报lf．29Ⅳ0．6·830·joURNALOFELECTRoNlCMEASUREMENTANDINsTRUMENTATION2015年6月DOI：10．13382／j．jemi．2015．06．006片上可重构阵列容错方法研究宋保强王友仁张砦(南京航空航天大学自动化学院南京210016)摘要：设计了一种具有容错能力的可重构阵列，它以2D—Mesh型片上网络(Network．on—Chip，NoC)路由器作为互连单元，以精简指令集的处理器为计算单元，这种结构适用于数字信号处理等应用领域。对于阵列互连结构中的瞬态故障，采用三模冗余、扩展海明码和检错重传

2、的方法对其进行容错，使用连线内建自测试(build—inself-test)与自修复及自适应路由的方法对互连结构中的永久故障进行容错。对于计算单元失效的情况，模仿生物体胚胎细胞的分化机制，通过调整相关配置信息实现计算任务的重新分配，从而实现容错。将一个l9阶的音频FIR带通滤波器映射到3×3的容错可重构阵列上，分别对其运算和容错能力进行了验证，结果表明系统可以实现预期的运算功能，且具有较强的容错能力。关键词：可重构阵列；容错；片上网络；细胞分化；FIR带通滤波器中图分类号：TP302．8文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．1035Researchonfault--tole

3、rantmethodforreconfigurablearrayon·-chipSongBaoqiangWangYourenZhangZhai(CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing201016，China)Abstract：Areconfigurablearraywithfauh—tolerantabilitywhichadoptsa2D—MeshNoCroutersasitsinterconnec-tionunitsandusesakindofRI

4、SCCPUasitscomputingelementsisdesigned，thisarchitectureissuitablefordigit—alsignalprocessingapplicationdomainsete．Inthisarray，fortheinterconnections，triplemodularredundancy(TMR)，extendedHammingcode，faultdetectionandretransmissionareusedtotoleranttransientfaults，andwirebuild-inself—test(BIST)an

5、dself—repairing，adaptiveroutingareusedtotolerantthepermanentfaultsofit．Inad—dition，mimickingtheembryoniccelldifferentiationoftheorganism，whenthecomputingelementisfailure，thesystemwilladjusttheconfigurationinformationtoreassignthecomputingtasks．Finally，a19ordersaudioFIRbandpassfilterismappedin

6、toa3×3reconfigurablearraytoverifyitscomputingandfault—tolerantfunction．Theresultsshowthatthesystemcanachievethedesiredoperationfunctionsandhasastrongfault—tolerantcapability．Keywords：reconfigurablearay；fault—tolerant；network-on-chip；celldifferentiation；FIRbandpassfilter处理(digitalsignalprocess

7、ing，DSP)运算通常会被1引言频繁地使用J，通过研究人们发现，由于在重构时间及资源开销方面具有优势，可重构器件中的粗粒同传统的专用集成电路(applicationspecific度阵列(coarsegrainedarray，CGA)比FPGA等细粒integratedcircuit，ASIC)及通用处理器(generalpur—度阵列更加适用于密集型运算较多的场合。由于poseprocessor，GPP)相比，可重构计算器件通过对在实现片上单元互连方面的高度灵活性，片上网络面