3D-NoC中电感耦合互连通道设计及容错路由算法研究

发布时间：2021-08-12 21:49

　　与其他互连技术相比,电感耦合无线互连技术在成本、性能和可扩展性等方面具有诸多优点,然而功耗已成为3D-NoC技术发展的瓶颈之一。针对基于电感耦合无线互连的3D-NoC功耗管理以及功耗控制技术展开研究具有重要的研究意义。传统的标准电感耦合（Standard Inductive Coupling,SIC）的工作频率一般远远低于电感线圈自身的谐振频率。基于此,本文提出了一种共振电感耦合（Resonant Inductive Coupling,RIC）无线互连通道来解决由于耦合电感线圈之间的磁通量少导致的工作性能较差的问题。在弱耦合和强耦合状态下,对比起SIC,RIC无线通道的电流电压增益分别能提升Q²和2Q倍（Q为品质因数）,并且其传热性能也较SIC有较为明显的提升。HFSS的仿真结果表明,RIC的能量传输效率峰值能达到54%,而SIC的能量传输效率峰值一般小于30%。针对3D-NoC中由于故障点导致的路由过程受阻从而导致功耗增加的问题,本文设计了一种基于区域防御的3D-NoC的路由容错算法。该算法将2D-NoC中的Convex Block Fault的故障模型拓展到3... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电感耦合3D-NoC结构示意图

（LumpedRLC）。通过 HFSS 对平面螺图 2-6 所示。仿真参数如下：表 2-1 HFSS 仿真参数数 径 3径 26度 0.厚度 0.距离 5值 2值 4值 2

图 2-7 能量转换效率仿真结果如图2-7，最大能量传输效率在很大程度上取决于K，在HFSS中仿真设置中，两个线圈之间的距离由5μm逐渐增加到30μm，Q值保持3.9不变，而耦合系数k从0.125逐渐变化到0.900。图3-7中电感耦合通道的能量传输效率随着耦合系数k变化时的仿真结果。模拟值与理论值吻合良好。正如预期的那样，较高的K值会导致较高的能量传输效率。当k＝0.887时，能量传输效率为52%，而SIC的最大能量传递效率的理论仿真值一般小于30%[36]，所以RIC对比起SIC在能量传递效率方面有很大的提升。理论仿真结果和计算结果有比较高的吻合度。2.3 本章小结本章主要介绍了方形电感耦合线圈模型和其等效电路模型。然后给出了等效电路模型中电学参数 L，C，M，R 的计算经验公式。然后分别针对等效电路分析了标准电感耦合（SIC）和共振电感耦合（SIC）的电压电流增益和能量传输效率。通过分

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SystemC的支持异源通信实体的NoC仿真架构[J]. 徐宁仪,冷祥纶,周祖成.  半导体技术. 2006(04)

博士论文
[1]集成电路功耗估计及低功耗设计[D]. 徐勇军.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2006

硕士论文
[1]基于多FPGA的3D NoC动态可配置仿真平台研究与设计[D]. 郑锦涛.南京航空航天大学 2014
[2]高性能低功耗片上网络设计中的功耗与延时模型研究[D]. 洪佳洁.南京航空航天大学 2010



本文编号：3339137