无线多核阵列架构与可重构设计研究

发布时间：2021-08-08 08:58

　　片上网络（NoC,Network on Chip）作为多核阵列通信架构,与传统的总线结构相比,具有更好的扩展性,更低的功耗,历来是研究的热点。随着片上网络规模的增大,传统的基于金属连线的片上网络在功耗以及互联速度上较难满足未来片内通信的需求。而无线信道可以提供较高的传输速率以及数据的广播性,能与网络编码很好的结合起来,并且功耗更低,因此本文研究了基于网络编码技术的无线NoC架构,并根据网络业务变化需求设计了可重构NoC算法,具体如下:（1）针对网络编码的提高带宽利用率、改善网络负载均衡等优点,设计了一种结合蝶形网络编码的蜂窝无线NoC架构。提出了一种新的无线拓扑结构,设计了Z-X-Y最短路径路由算法。为了保障控制信号的稳定性、准确性,采用了混合信道的形式,控制信号通过有线信道传输,数据信号通过无线信道传输。（2）针对当网络业务变化的时候,蜂窝NoC上并不是每个节点都满负载运行,从而会造成资源浪费的问题,本文进行了NoC可重构设计。硬件方面,采用了部分可重构技术,设计了四类端口相同、功能有差异的路由节点,并给NoC加上了可重构控制逻辑,用来在线地改变路由节点的类型。软件方面,提出了一种对... 

【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】：94 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 多核阵列的优势
        1.1.2 多核阵列架构
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 论文结构安排
第二章 多核阵列设计基础
    2.1 NoC架构概述
        2.1.1 拓扑结构
        2.1.2 交换机制
        2.1.3 路由算法
        2.1.4 信道
    2.2 网络编码原理
        2.2.1 网络编码的定义
        2.2.2 网络编码的构造
    2.3 FPGA可重构技术
        2.3.1 可重构的优点
        2.3.2 可重构的实现方案
    2.4 本章小结
第三章 无线NoC架构设计
    3.1 蜂窝NoC架构
        3.1.1 Z-X-Y最短路径路由算法
        3.1.2 蜂窝拓扑平均最短距离
        3.1.3 蝶形网络编码场景
        3.1.4 有线无线结合传输
    3.2 蜂窝NoC硬件设计
        3.2.1 数据包帧结构与控制信号帧结构
        3.2.2 路由节点硬件设计
        3.2.3 PE的硬件设计
    3.3 本章小结
第四章 面向低复杂度的NoC可重构设计
    4.1 无线NoC中路由节点可重构设计策略
        4.1.1 异构路由节点网络模型
        4.1.2 路由节点可重构的收益与开销
    4.2 蜂窝NoC中异构路由节点的分类映射算法
        4.2.1 分类映射算法
        4.2.2 分类映射算法的仿真
    4.3 蜂窝NoC中可重构硬件设计
        4.3.1 异构路由节点的硬件设计
        4.3.2 可重构控制部分硬件设计
    4.4 本章小结
第五章 基于FPGA的无线NoC平台设计与测试验证
    5.1 无线NoC平台设计
        5.1.1 NoC参数配置模块
        5.1.2 NoC性能统计模块
    5.2 基于网络编码的蜂窝NoC架构性能分析
        5.2.1 网络平均延时
        5.2.2 复杂度
        5.2.3 功耗
    5.3 蜂窝NoC中可重构设计的测试分析
        5.3.1 NoC可重构的可行性
        5.3.2 异构路由节点的资源节约
        5.3.3 NoC可重构的开销
    5.4 本章小结
第六章 全文总结和展望
致谢
参考文献
攻硕期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]5G与4G网络的对比分析综述[J]. 肖育苗,吕亚莉.  中国新通信. 2017(11)
[2]5G毫米波蜂窝网组网关键技术综述[J]. 马忠彧,马宏锋,郭群,李祥林.  中国有线电视. 2016(12)
[3]全球5G研究动态和标准进展[J]. 陈晓贝,魏克军.  电信科学. 2015(05)



本文编号：3329650