M-DSP片上环网接口的参数化设计与验证

发布时间：2017-04-11 19:12

  本文关键词：M-DSP片上环网接口的参数化设计与验证，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着数字信息处理需求的飞速增长,片上多核数字信号处理器成为高性能DSP发展的主要趋势。片上网络(NoC)相比传统的总线连接方式具有高效的通信能力、可扩展性好、可重用性强等方面的优势,成为多核DSP片上互连的主要方法。其中负责NoC和节点连接的网络接口的设计关系到系统的通信性能和效率,如何设计出正确、高效、可复用的片上网络接口,成为NoC研究和设计的一个重点。本文基于国防科技大学自主研制的高性能多核数字信号处理器M-DSP片上无阻塞环形网络结构需求,设计实现了参数化的片上环网接口,并对其进行了充分的功能验证。本文的主要工作如下:1、在分析M-DSP整体结构及其片上环形网络设计需求的基础上,针对6个DSP超节点,提出了环网接口(Ring Network Interface,RNI)总体设计方案。实现了基于节点位置的RNI参数设计,达到超节点环网接口的代码复用,大幅减少了前端的设计及代码维护和后端物理设计工作量,加速了设计流程。2、根据片上环网的多层次、多链路结构和节点访问需求设计了数据读、写双向环和单向配置环仲裁控制器,保证了环网多个数据请求的正确公平、有序传输。3、基于M-DSP无阻塞环网结构和数据传输带宽匹配需求,为数据读写请求、返回链路设计了满足连续传输的输入、输出缓存控制器,解决了数据传输的死锁和头阻塞问题,保证了环网连续的数据传输性能。4、基于System Verilog语言搭建模块级验证平台,运用队列、Mailbox、samphore、断言等高级验证技术,实现了带约束的随机激励产生和验证结果自动检查,提高了验证效率;验证结果正确,到达了近100%代码覆盖率。5、基于某厂家40nm工艺,在1GHz工作频率的约束下,使用综合工具对设计进行逻辑综合和优化,满足了时序设计要求。
【关键词】：多核DSP 片上网络 环形网络 环网接口 无阻塞 多链路 仲裁 参数化
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 课题背景和意义13-16
• 1.1.1 多核DSP成为主流的发展趋势13-14
• 1.1.2 NoC是多核互连的主要方法14-16
• 1.1.3 课题来源和意义16
• 1.2 相关研究16-21
• 1.2.1 NoC结构16-19
• 1.2.2 片上环网19-21
• 1.3 本文主要工作21-22
• 1.4 本文主要结构22-23
• 第二章 M-DSP片上环网接口总体方案23-33
• 2.1 M-DSP整体架构23-24
• 2.2 M-DSP片上互连结构24-26
• 2.3 RNI设计需求26-29
• 2.3.1 接口26-28
• 2.3.2 功能需求28-29
• 2.3.3 参数化29
• 2.4 RNI总体结构29-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第三章 RNI设计与实现33-51
• 3.1 数据请求链路设计33-39
• 3.1.1 相关协议与仲裁策略33
• 3.1.2 读请求链路33-34
• 3.1.3 写请求链路34-35
• 3.1.4 支持环网无阻塞传输35-36
• 3.1.5 数据请求链路的结构实现36-39
• 3.2 数据返回链路设计39-41
• 3.2.1 相关协议与仲裁策略39-40
• 3.2.2 数据返回链路请求类型40
• 3.2.3 数据返回链路的结构实现40-41
• 3.3 配置链路设计41-46
• 3.3.1 请求种类41-42
• 3.3.2 仲裁策略42-43
• 3.3.3 支持环网无阻塞43
• 3.3.4 配置链路的结构实现43-46
• 3.4 参数化设计46-50
• 3.4.1 节点位置参数化配置46-48
• 3.4.2 RNI主要功能模块的参数化设计48-49
• 3.4.3 参数化的代价49-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 功能验证与逻辑综合51-71
• 4.1 验证计划51-53
• 4.1.1 验证方案51-52
• 4.1.2 验证内容52-53
• 4.2 基于约束随机的模块验证平台的设计53-60
• 4.2.1 验证平台总体结构53-55
• 4.2.2 驱动55
• 4.2.3 参考模型55-56
• 4.2.4 自动检测56-58
• 4.2.5 断言和功能覆盖率统计58-60
• 4.2.6 参数化配置60
• 4.3 验证结果与分析60-67
• 4.3.1 定向激励验证61-62
• 4.3.2 随机激励验证62
• 4.3.3 断言验证62-64
• 4.3.4 覆盖率统计64-67
• 4.4 逻辑综合与优化67-70
• 4.3.1 综合与优化67-69
• 4.3.2 综合结果69-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第五章 总结与展望71-73
• 5.1 论文总结71-72
• 5.2 工作展望72-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-79
• 作者在学期间取得的学术成果79

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