多核SOC片上网络性能解析建模

发布时间：2017-06-29 07:05

  本文关键词：多核SOC片上网络性能解析建模，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了满足多媒体应用等复杂情境需求,当今片上系统(SOC)中开始集成多种不同架构的处理单元,如CPU、GPU、VPU、DMA等,形成多核异构片上系统(Heterogeneous MP-SOC)。不同处理单元通过片上网络(NOC)实现片上互联,而NOC的性能对整体系统性能至关重要。在片上网络的设计和优化过程中,当前的基于寄存器传输级(RTL)和虚拟平台(VP)层级的评估方式,虽然精确度较高,但是评估速度慢,灵活性低。相较于前面的方法,基于数学分析的解析模型的引入可以更加高效的根据互联架构的设计参数评估互联性能,为设计和优化提供参考。本文以一个具有CPU、GPU、VPU和一个内存控制器的传统多媒体设备SOC的抽象模型作为讨论对象,在传统的基于M/M/1的排队论的NOC延时解析模型的基础上,考虑了片上互联中,主设备流量的突发性,研究了使用on-off注入模型,使用2状态马尔科夫调制泊松过程(2-mmpp)作为流量注入,建立了mmpp(2)/M/1排队模型,通过网络负载参数信息的具体化,得到更加精确的网络延时。根据将改进前后的解析模型得到的性能(延时)参数同基于仿真器的模拟平台仿真结果比较,同改进前的解析模型结果相比,该改进后的解析模型在对延时的预估精确性上提升了至少15%。本文实验结果表明,通过针对性的建立相应的拓扑结构和优化主设备流量模型等方法,优化片上网络解析模型,可以有效的提升片上网络性能解析模型的精确度。同仿真器相比,片上网络性能解析模型可以在更快的时间内给出较为精确的片上网络性能评估结果,从而加快软硬件协同设计流程。
【关键词】：片上网络 系统级建模 解析模型 排队论 流量模型
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN47
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题背景与意义8-11
• 1.1.1 异构多核SoC对片上互联的需求8-9
• 1.1.2 片上网络性能评估9-10
• 1.1.3 基于解析模型的NOC性能评估10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 主要工作及设计指标12
• 1.4 论文结构12-14
• 第二章 片上网络架构概述14-24
• 2.1 片上网络架构14-17
• 2.1.1 片上互联情景分析14-16
• 2.1.2 异构SOC互联拓扑16-17
• 2.2 路由节点结构17-21
• 2.2.1 数据包处理和交换通路17-19
• 2.2.2 流控机制19
• 2.2.3 交叉开关带宽分配19-21
• 2.3 本章小结21-24
• 第三章 片上网络性能解析模型24-34
• 3.1 基于排队论的片上互联解析模型24-27
• 3.1.1 排队论简介24-25
• 3.1.2 路由节点单队列输入缓存排队分析25-27
• 3.2 基于突发流量模型的解析模型优化27-31
• 3.2.1 流量的突发特性28
• 3.2.2 基于on-off模型的突发流量模型28-29
• 3.2.3 基于2-mmpp注入的网络排队分析29-31
• 3.3 基于解析模型的性能分析31-33
• 3.3.1 路由节点内的排队分析31-33
• 3.3.2 全局数据包延时分析33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 基于BOOKSIM的互联架构仿真平台34-44
• 4.1 BOOKSIM2简介34-35
• 4.2 面向特定片上互联的参数提取和配置35-40
• 4.2.1 网络拓扑结构35-38
• 4.2.2 路由和流控制策略38
• 4.2.3 路由器内部数据通路和链路时序参数38-40
• 4.3 网络负载配置40-43
• 4.3.1 时间流量配置40-41
• 4.3.2 空间流量配置41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第五章 仿真结果比对和分析44-54
• 5.1 仿真结果的获取和分析44-45
• 5.2 解析结果获取和分析45-48
• 5.3 网络性能分析和解析模型验证48-50
• 5.3.1 吞吐量与延时曲线48-49
• 5.3.2 突发流量特性负载对延时的影响49-50
• 5.4 仿真精度和速度50-51
• 5.5 本章小结51-54
• 第六章 总结与展望54-55
• 6.1 总结54
• 6.2 展望54-55
• 参考文献55-57
• 致谢57-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文58

  本文关键词：多核SOC片上网络性能解析建模，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：496937