光片上网络电路交换机制研究
[Abstract]:With the development of on-chip system (System-on-Chip,SoC) and on-chip network (Network-on-Chip,NoC), the traditional electrical interconnection has high delay and low bandwidth. A series of problems, such as high power consumption, seriously restrict the development and application of on-chip system performance. Optical on-chip network (Optical Network-on-chip,ONoC) adopts new optical interconnection technology to solve some problems existing in traditional electrical interconnection. As a typical switching mechanism, optical circuit switching (Optical Circuit Switching,OCS) mechanism is widely used in optical chip access. The optical circuit switching mechanism, which uses the reservation chain building, data transmission and link dismantling, can provide the on-chip network with good network bandwidth and ensure the reliability of data packet transmission. With the continuous expansion of the network scale and the increasing complexity of the application environment, the traditional optical circuit switching will lead to serious network congestion and restrict the further expansion of the network scale. The traditional optical circuit switching mechanism does not support simultaneous communication between multiple cores and one core in optical on-chip networks. In this paper, the research background and development status of optical on-chip network are summarized, and the improvement of optical circuit switching mechanism in optical on-chip network is summarized. The performance of optical on-chip network switching is analyzed based on classical topology. The systematic research on the switch mechanism of optical circuit is also carried out. The main achievements are as follows: 1. In order to solve the problem of serious chain blocking in optical circuit switching mechanism, a time division multiplexing (WDM) optical (Wavelength Division Multiplexing, based on time division multiplexing (Time Division Multiplexing,TDM) is designed in this paper. WDM) Optical switching and cluster-structured on-chip network Flyover.TDM eliminate the chain building reservation and unchaining process in optical circuit switching by arranging different communication situations to different time slots. The electric switch is used in the cluster structure, and the optical switching is used among the clusters to reduce the time slot of the network, to optimize the network structure and to increase the expansibility of the network. The simulation results show that Flyover has better network performance than traditional OCS optical on-chip network. 2. This paper further optimizes the network structure by adopting Torus topology, a new router structure and a new direction-based wavelength assignment strategy, reduces the total number of time slots in TDM communication, and designs the on-chip network TTWA.. The simulation results show that the problem of long polling delay caused by too much time slot in TDM communication is solved by the above method, and the performance of optical on-chip network is further improved. Aiming at the problems of complex network structure design and complex router structure in optical on-chip network using optical circuit switching mechanism, it can not support simultaneous communication between multiple cores and one core. This paper designs an optical on-chip network based on two-dimensional bus structure and wavelength routing. By designing the structure and communication strategy of X and Y dimensional bus, the new optical on-chip network can simplify the network structure, and realize the simultaneous non-blocking communication between multiple cores and one core in the whole network.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN47
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,本文编号:2394114
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