片上网络路由器故障检测及容错技术研究

发布时间：2019-06-02 06:47

【摘要】：片上网络相较于传统基于总线架构的片上系统而言,具有可扩展性强、低延和高带宽等优点。但随着集成电路规模的逐步增大和晶体管尺寸的进一步缩小,由生产缺陷、软错误和老化等导致的芯片失效率不断攀升,对片上网络进行可容错性设计已显得尤为重要。因此,本文针对片上网络中路由器面临的可靠性问题,从故障检测和故障容忍两点做出相关研究。论文主要工作如下：(1)针对片上网络路由器中输入端口buffer和交叉开关可能出现的软硬故障提出了一种新颖的故障模型-通道故障模型,同时针对这种故障模型设计出隔离通道故障检测方法。通道故障模型把数据流从路由器输入端口到输出端口所途经的部件统一归化成一个通道,若数据在某个通道中传输时出现错误,则判定该通道发生故障。此时,隔离通道故障检测方法在不干扰路由器其他无故障通道正常传输数据的前提下,对出错通道进行故障检测,来进一步确定该出错通道的故障类型(软故障或者硬故障)。实验结果表明,该故障模型下的容错路由器具有更低的硬件开销,而且隔离通道故障检测方法对系统性能的影响较低。(2)针对片上网络中路由器出现的故障,提出了一种高性能低开销的容错方案。首先,该方案通过使用一些现有技术的巧妙结合来减小路由器正常传输延时,降低路由器基础开销。其次,若通道出现故障,本文使用带回收指针的buffer来重传故障通道中的数据；若通道发生硬故障,则通过额外添加的冗余通道传输出故障通道中的数据。带回收指针的buffer将大大减小重传buffer面积和功耗开销,容错冗余通道则是使用最小的开销来达到网络中路由节点故障下的全互连。实验结果表明,本文方案在有无故障的情况下,网络性能均优于参考对象,而且较参考对象拥有较小的容错开销。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：合肥工业大学
【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：2490904