面向片上网络寿命优化的映射算法研究
发布时间：2020-12-04 13:42
随着电子设备对计算速度不断增长的需求,单核处理器已经朝着多核、众核处理器的时代发展。由于传统基于总线的互连方式带宽与扩展性受限,影响了系统性能的提升。而片上网络(NoC)能提供高带宽、可扩展性强,目前已成为取代传统总线成为片上多核系统互联方式的主流选择。但是伴随着集成电路进入深亚微米及其以下,工艺特征尺寸的不断缩小使得老化机制例如电迁移(EM)给寿命可靠性带来了极大的威胁,因此寿命可靠性是伴随片上网络发展的研究热点之一。本文基于EM老化机制为片上网络路径的寿命可靠性进行建模,然后利用系统级设计技术中的应用映射算法平衡片上网络中老化情况,进而优化片上网络的使用寿命。首先,本文对现有的映射算法对于网络老化不均衡的影响进行评估,提出了一种基于片上网络路径电迁移故障的寿命可靠性评估模型。仿真运行不同的映射算法,网络老化的情况均不同,从而可分析出映射算法对于寿命可靠性有很大影响且影响老化不均衡的因素与路径的使用率相关。寿命可靠性评估模型是基于片上网络路径电迁移故障,对片上网络中每一条路径进行寿命预算指标分析。然后,在寿命可靠性评估模型的基础上提出优化片上网络使用寿命的应用动态映射算法。应用动态映...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 片上网络的起源
1.1.2 片上网络发展现状
1.1.3 片上网络面临的问题和挑战
1.2 片上网络寿命可靠性管理的意义
1.3 论文结构和内容安排
第二章 片上网络寿命可靠性技术
2.1 片上网络基本架构介绍
2.1.1 网络拓扑结构
2.1.2 交换机制
2.1.3 流控机制
2.1.4 路由算法
2.2 片上网络老化故障机制分类
2.2.1 EM
2.2.2 NBTI
2.2.3 TDDB
2.2.4 HCI
2.3 片上网络寿命可靠性技术介绍
2.3.1 设计时寿命可靠性优化技术
2.3.2 运行时寿命靠性优化技术
2.3.3 现有映射算法优化寿命技术的不足
2.4 本章小结
第三章 基于路径老化的寿命可靠性建模分析
3.1 现有映射算法的路径寿命评估与分析
3.2 片上网络路径分析
3.2.1 路径的定义
3.2.2 路径温度仿真
3.3 基于电迁移的寿命可靠性模型
3.3.1 电迁移故障寿命模型介绍
3.3.2 片上网络路径寿命可靠性模型
3.4 片上网络中寿命可靠性模型应用分析
3.4.1 基于路径的NoC结构
3.4.2 寿命可靠性模型在映射算法中的应用分析
3.5 本章小结
第四章 基于寿命优化的应用映射算法
4.1 寿命优化映射算法总体设计
4.1.1 原理及优势
4.1.2 映射算法设计流程
4.2 问题定义
4.2.1 应用模型定义
4.2.2 NoC网络架构参数定义
4.2.3 任务映射方案评估度量参数定义
4.3 首节点选择算法
4.3.1 方形区域选择
4.3.2 首任务和首节点选择
4.3.3 算法示例
4.4 应用映射算法
4.4.1 任务排序
4.4.2 映射算法
4.4.3 算法示例
4.5 算法复杂度分析
4.6 本章小结
第五章 多核系统仿真器设计和算法仿真
5.1 片上多核系统验证平台搭建
5.1.1 片上网络仿真器介绍
5.1.2 实时温度反馈工具
5.1.3 实时功耗反馈工具
5.1.4 仿真平台搭建
5.2 评估方案设计
5.3 可移植首节点选择映射算法仿真分析
5.3.1 最小MTTF结果分析
5.3.2 MTTF均值与MTTF方差结果分析
5.3.3 映射算法性能
5.4 寿命优化应用映射算法仿真分析
5.4.1 片上网络中MTTF分布结果分析
5.4.2 最小MTTF结果分析
5.4.3 MTTF均值与MTTF方差结果分析
5.4.4 映射算法性能
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
个人简历及攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
博士论文
[1]高性能片上网络关键技术研究[D]. 张剑贤.西安电子科技大学 2012
[2]片上网络通信性能分析与优化[D]. 王坚.电子科技大学 2011
[3]片上互连网络跨层交互的应用层优化框架[D]. 王小航.浙江大学 2011
本文编号：2897706
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 片上网络的起源
1.1.2 片上网络发展现状
1.1.3 片上网络面临的问题和挑战
1.2 片上网络寿命可靠性管理的意义
1.3 论文结构和内容安排
第二章 片上网络寿命可靠性技术
2.1 片上网络基本架构介绍
2.1.1 网络拓扑结构
2.1.2 交换机制
2.1.3 流控机制
2.1.4 路由算法
2.2 片上网络老化故障机制分类
2.2.1 EM
2.2.2 NBTI
2.2.3 TDDB
2.2.4 HCI
2.3 片上网络寿命可靠性技术介绍
2.3.1 设计时寿命可靠性优化技术
2.3.2 运行时寿命靠性优化技术
2.3.3 现有映射算法优化寿命技术的不足
2.4 本章小结
第三章 基于路径老化的寿命可靠性建模分析
3.1 现有映射算法的路径寿命评估与分析
3.2 片上网络路径分析
3.2.1 路径的定义
3.2.2 路径温度仿真
3.3 基于电迁移的寿命可靠性模型
3.3.1 电迁移故障寿命模型介绍
3.3.2 片上网络路径寿命可靠性模型
3.4 片上网络中寿命可靠性模型应用分析
3.4.1 基于路径的NoC结构
3.4.2 寿命可靠性模型在映射算法中的应用分析
3.5 本章小结
第四章 基于寿命优化的应用映射算法
4.1 寿命优化映射算法总体设计
4.1.1 原理及优势
4.1.2 映射算法设计流程
4.2 问题定义
4.2.1 应用模型定义
4.2.2 NoC网络架构参数定义
4.2.3 任务映射方案评估度量参数定义
4.3 首节点选择算法
4.3.1 方形区域选择
4.3.2 首任务和首节点选择
4.3.3 算法示例
4.4 应用映射算法
4.4.1 任务排序
4.4.2 映射算法
4.4.3 算法示例
4.5 算法复杂度分析
4.6 本章小结
第五章 多核系统仿真器设计和算法仿真
5.1 片上多核系统验证平台搭建
5.1.1 片上网络仿真器介绍
5.1.2 实时温度反馈工具
5.1.3 实时功耗反馈工具
5.1.4 仿真平台搭建
5.2 评估方案设计
5.3 可移植首节点选择映射算法仿真分析
5.3.1 最小MTTF结果分析
5.3.2 MTTF均值与MTTF方差结果分析
5.3.3 映射算法性能
5.4 寿命优化应用映射算法仿真分析
5.4.1 片上网络中MTTF分布结果分析
5.4.2 最小MTTF结果分析
5.4.3 MTTF均值与MTTF方差结果分析
5.4.4 映射算法性能
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
个人简历及攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
博士论文
[1]高性能片上网络关键技术研究[D]. 张剑贤.西安电子科技大学 2012
[2]片上网络通信性能分析与优化[D]. 王坚.电子科技大学 2011
[3]片上互连网络跨层交互的应用层优化框架[D]. 王小航.浙江大学 2011
本文编号：2897706
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