片上网络容错自适应路由算法设计

发布时间：2020-07-12 09:50

【摘要】：片上网络中容错自适应路由算法在规避故障节点的同时可以将网络流量均匀的分布到网络拓扑的各条路径上,从而减少网络延迟和提高网络吞吐率。传统的基于蚁群优化的容错自适应路由算法,仅采用基于故障值的故障提醒机制,不能很好的反应故障节点对路径拥塞产生的影响,且信息素更新机制过于简单。本文将有效缓冲区长度和故障值相结合,改进了路由选择函数,提高了容错自适应路由算法的性能。本文改进了一种基于蚁群优化的片上网络容错自适应路由算法,工作主要体现在以下3个方面:(1)依托现有的故障检测电路,根据故障节点的位置,用故障值、路径复杂度和有效缓冲区长度等指标来表征故障点对片上网络的影响程度。(2)缩减片上网络中节点的路由表大小,减少存储信息值造成的内存开销。(3)改进了路由选择函数。在筛选输出路径的时候,结合故障值、有效缓冲区长度等指标来更新链路的信息素值,得到输出路径的同时将新的信息素值写入路由表。本文使用Noxim仿真器在8×8 Mesh拓扑结构下建立单点、两点和四点故障模型,进行合成流量实验。实验证明改进后的算法平均延迟比ACO-FAR算法低10.7%~20.3%,吞吐率比ACO-FAR算法高4.46%~24.4%,能效比不低于ACO-FAR算法。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN47;TP18
【图文】：

对于比较长的总线而言，全局线路延迟很大程度上是由固有的寄生参数和寄生电容造成的，如图1-1 所示。图1-1 不同工艺制程下逻辑门、本地线路、全局线路相对延迟[2]在超深亚微米领域，已经有研究证明太长的连线会导致关键路径的数据传输失败。过长的全局线路会引入信号完整性问题，如交叉噪声、交叉延迟和电磁干扰等。因此片上系统研究者们开始构思设计一种结构化、可扩展、可复用和高性能的片内互联结构。当核心数量有限的时候，点对点的专用链路从带宽、延迟和功耗等方面能成为全局总线很好的替代品。但是核心数量增长的时候，专用链路的数量也会呈现指数增长。为了克服上述的问题，一些研究机构开始探索结合系统和平台的特点去设计多核片上系统的通信框架，片上网络（NetworkonChip，NoC）就是在这种情况下被提出来的。它具有全局异步局部同步（globally

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图 2-6 Gossip 泛洪/泛洪 图 2-7 Directed 泛洪 图 2-8 随机行走，c=3DirectedFlooding[26]算法支持数据包向生产性方向传输，在非生产性方向降低数据包的复制概而较少冗余数据包的开销。如图 2-7 所示，设置生产性方向数据包复制的概率 为 1，非生产性数据包复制的概率 为0，这导致在发送方S和目的地D之间的矩形区域中进行分组数据的传输

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本文编号：2751773