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片上网络路由算法的设计与性能评估

发布时间:2018-03-09 19:10

  本文选题:片上网络 切入点:路由算法 出处:《东南大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:如今,人类社会已进入了高度发达的信息化时代。为了满足人们对于电子产品功能丰富性与高性能的要求,多核化成为了处理器发展的重要趋势。要实现在单颗芯片中集成数十甚至数百个处理核,需要解决多个处理核之间的通信问题。片上网络技术提供了一种高效的解决方案,业已成为学术研究的热点。片上网络的路由算法影响了片上网络几乎所有的性能指标,是NoC中一个非常重要的问题。本文首先结合片上网络相比计算机网络存在的存储空间小、排队延迟影响大、路由器之间耦合紧密三大主要特点,从控制包队列、控制包产生方式、加强因子r的计算三个方面对原本应用于计算机网络中的ntNet路由算法进行了改良使其适于在NoC中实现。然后,以片上网络模拟器Noxim为基础,对改良的AntNet路由算法进行了系统级建模。此外,鉴于传统的使用合成流量进行性能评估方法精度较低,而运行实际的应用仿真速度较慢的这一实际情况,搭建了一种基于计算模型的片上网络性能评估平台,兼顾了仿真的速度与精度。本文进行了合成流量与基于计算模型的实际应用流量两类性能评估实验。在非均匀的Transpose1合成流量下,对于平均延迟饱和点与吞吐率而言,AntNet路由算法相比XY路由算法提升了36.4%与31.6%,相比OE-BL路由算法提升了9.1%与7.9%。在实际应用流量下,对于负载较高的基准测试应用Ericsson Radio System 与 MWD, AntNet路由算法的平均延迟相比XY路由算法降低了18%与42.8%。AntNet路由算法在计算机网络中得到了较为理想的性能,本文实验结果说明面向NoC改良的AntNet路由算法在片上网络中同样表现较为良好,具有一定的实际应用价值。
[Abstract]:Nowadays, human society has entered a highly developed information age. In order to meet the requirements of electronic products for their rich function and high performance, To realize the integration of dozens or even hundreds of processing cores in a single chip, it is necessary to solve the problem of communication between multiple processing cores. The routing algorithm of on-chip network affects almost all the performance indexes of on-chip network, which is a very important problem in NoC. In this paper, the storage space of on-chip network is smaller than that of computer network. There are three main characteristics of queue delay and tight coupling between routers: from the control packet queue to the control packet generation, The calculation of the enhancement factor r improves the ntNet routing algorithm which was originally used in computer network so that it can be implemented in NoC. Then, it is based on the on-chip network simulator Noxim. The improved AntNet routing algorithm is modeled at the system level. In addition, in view of the low accuracy of the traditional performance evaluation method using synthetic traffic, and the slow speed of the actual application simulation, A kind of on-chip network performance evaluation platform based on computing model is built. Both the speed and accuracy of the simulation are considered. In this paper, two kinds of performance evaluation experiments are carried out, which are synthetic flow and practical application flow based on computational model. Under the condition of non-uniform Transpose1 synthetic flow, For the average delay saturation point and throughput, the XY routing algorithm is 36.4% and 31.6am higher than the XY routing algorithm, and the OE-BL routing algorithm is 9.1% and 7.9 higher than the XY routing algorithm. For the benchmark with high load, Ericsson Radio System and MWD, the average delay of AntNet routing algorithm is 18% and 42.8% lower than XY routing algorithm, and the performance of AntNet routing algorithm in computer network is better than that of XY routing algorithm. The experimental results show that the improved AntNet routing algorithm for NoC has good performance in the on-chip network and has some practical application value.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN47

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