基于冗余传输的片上网络软错误的容错方法研究
发布时间：2020-07-08 13:13
【摘要】：随着半导体工艺技术的进步,在促成片上网络(NoC)这一新技术快速发展的同时,也给NoC的设计带来极大挑战,主要表现为NoC系统受制造工艺、信号噪声和串扰、电磁干扰、电子迁移等因素的影响加重,显现出更加频繁的硬错误和软错误。系统级的容错方法是一个保证芯片正确工作的高效方法。 本文提出多种基于数据冗余传输的方法,提高NoC通信的可靠性。考虑到不同的错误影响不同,对错误进行分类,对引起导致网络死锁和网络僵死的错误情况进行加强保护,使用了三模冗余方案;对控制信息保护后,考虑对传输数据进行保护,使用多种冗余方案,设计了基于软错误的错误注入模型,在仿真平台上实现并仿真。试验结果显示在虚通道缓存和链路进行错误注入时(错误率小于0.002时),整个系统的传输的可靠性达到99.99%以上,在错误率低于0.0001时,可靠性达到99.999%以上。本文提出的容错方案很好的保护了片上网络数据的传输可靠性。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN47;TP302.8
【图文】：
上海交通大学硕士学位论文 1-1[1]显示了局部连线、全局连线以及逻辑门的相对延时与工艺制程之间，从图中可见，随着工艺制程的不断减小，逻辑门和局部连线的延时也在，但是全局连线的延时却不断的增加。着晶体管数目的增加，芯片的规模增大、功能增强，设计复杂度同时也。由于晶体管数目的增加速度较快，而设计效率的增长速度相对缓慢，那之间就存在着一个差值，这便是我们所说的 剪刀差‖，如图 1-2[16]所示。二十多年中，工艺水平以平均年递增 58％的速度发展，而设计效率的增有 21％。设计能力和工艺水平之间的矛盾成为 IC 设计发展过程中一个出的障碍。为了减小剪刀差，人们一直在寻求更加有效的设计方法。虽然设计方法各种各样，但究其根本无非是让设计的分工更加精细，或者让电的层次更加抽象，自动化程度更高，从而使设计工程师所要考虑的问题相
图 3-2 尾微片类型错误与吞吐量的关系Fig.3-2 Relationship between Type Error in tail flit and throughput当错误发生在虚通道序号时，微片将进入到一个错误的虚通道，根据微片的和虚通道是否为空，导致六种可能情况的发生：1）当一个头微片进入错误的空的虚通道时，将导致这个微片丢失，进而导致续微片丢失。2）当一个头微片进入一个错误的虚通道，并且该虚通道不为空，则该头微片数据包将全部被丢弃，同时造成数据冲突，使另一虚通道的数据丢失。3）当一个数据微片进入一个错误的虚通道，并且该虚通道为空时，这个数据将被丢弃。4）当一个数据微片进入一个错误的虚通道，并且该虚通道又不为空时，这个微片将被插入到该虚通道内的数据包中传输，造成数据冲突。5）当一个尾微片进入一个错误的虚通道，并且该虚通道为空时，该尾微片将弃，造成虚通道 泄漏‖。6）当一个尾微片进入一个错误的虚通道，并且该虚通道不为空，造成虚通道
上海交通大学硕士学位论文（3-3）保护后微片的结构如下所示：&vcid Type&vcid Type&vcid ……图 3-6 三模冗余保护的微片Fig.3-6 flit with TMR protection同时，对头微片的目的地址域同样进行三模冗余加固，则头微片具有如下结ADcidHEAD&vcidHEAD&vcid.. DEST DEST DEST ……图 3-7 三模冗余保护的头微片Fig.3-7 head flit with TMR protection
本文编号：2746583
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN47;TP302.8
【图文】：
上海交通大学硕士学位论文 1-1[1]显示了局部连线、全局连线以及逻辑门的相对延时与工艺制程之间，从图中可见，随着工艺制程的不断减小，逻辑门和局部连线的延时也在，但是全局连线的延时却不断的增加。着晶体管数目的增加，芯片的规模增大、功能增强，设计复杂度同时也。由于晶体管数目的增加速度较快，而设计效率的增长速度相对缓慢，那之间就存在着一个差值，这便是我们所说的 剪刀差‖，如图 1-2[16]所示。二十多年中，工艺水平以平均年递增 58％的速度发展，而设计效率的增有 21％。设计能力和工艺水平之间的矛盾成为 IC 设计发展过程中一个出的障碍。为了减小剪刀差，人们一直在寻求更加有效的设计方法。虽然设计方法各种各样，但究其根本无非是让设计的分工更加精细，或者让电的层次更加抽象，自动化程度更高，从而使设计工程师所要考虑的问题相
图 3-2 尾微片类型错误与吞吐量的关系Fig.3-2 Relationship between Type Error in tail flit and throughput当错误发生在虚通道序号时，微片将进入到一个错误的虚通道，根据微片的和虚通道是否为空，导致六种可能情况的发生：1）当一个头微片进入错误的空的虚通道时，将导致这个微片丢失，进而导致续微片丢失。2）当一个头微片进入一个错误的虚通道，并且该虚通道不为空，则该头微片数据包将全部被丢弃，同时造成数据冲突，使另一虚通道的数据丢失。3）当一个数据微片进入一个错误的虚通道，并且该虚通道为空时，这个数据将被丢弃。4）当一个数据微片进入一个错误的虚通道，并且该虚通道又不为空时，这个微片将被插入到该虚通道内的数据包中传输，造成数据冲突。5）当一个尾微片进入一个错误的虚通道，并且该虚通道为空时，该尾微片将弃，造成虚通道 泄漏‖。6）当一个尾微片进入一个错误的虚通道，并且该虚通道不为空，造成虚通道
上海交通大学硕士学位论文（3-3）保护后微片的结构如下所示：&vcid Type&vcid Type&vcid ……图 3-6 三模冗余保护的微片Fig.3-6 flit with TMR protection同时，对头微片的目的地址域同样进行三模冗余加固，则头微片具有如下结ADcidHEAD&vcidHEAD&vcid.. DEST DEST DEST ……图 3-7 三模冗余保护的头微片Fig.3-7 head flit with TMR protection
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 张磊;李华伟;李晓维;;用于片上网络的容错通信算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2007年04期
本文编号：2746583
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