当前位置:主页 > 科技论文 > 网络通信论文 >

三维片上网络中路由器输入端口容错技术研究

发布时间:2018-03-13 23:13

  本文选题:三维片上网络 切入点:输入端口 出处:《合肥工业大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:三维片上网络结合了片上网络具有的良好可扩展性和基于TSV垂直互连的三维封装技术的各自优势,极大地提高了片上系统的性能,降低了功耗。但是深亚微米工艺下,路由器受制于制造缺陷及运行时的脆弱性,输入端口易发生永久性故障,从而引起通信故障,影响系统功能和性能。因此本文对由此而引起的路由器输入端口故障问题展开深入系统的研究。论文主要工作如下:(1)阐述了集成电路的发展、三维片上网络的研究背景及芯片的故障类型。对常见的2D NoC和3D NoC拓扑结构及片上网络中常见的容错方法进行了介绍。(2)针对路由器输入端口和交叉开关故障,本文提出了一种故障及拥塞感知的容错路由器。通过增加一个冗余的输入端口和旁路总线,不仅能实现对输入端口和交叉开关容错的目的,而且还能在没有端口故障的情况下使用冗余端口有效地解决拥塞问题。实验表明此容错机制能够使得网络在故障路由器多、拥塞严重的情况下,仍然保持良好性能。(3)为了能够有效地容忍虚通道故障、保证系统性能同时又能充分利用可用资源,将虚通道故障类型细分为粗粒度故障和细粒度故障,提出SVS路由器(Single Virtual Channel Sharing Router)架构,通过将路由器端口两两分组,组内端口间实现单虚通道共享。当发生虚通道粗粒度故障时,使用组内相邻端口共享虚通道容错。当发生细粒度故障时,根据Slot State Table信息配置虚通道读/写指针的值,从而跳过故障Buffer槽实现容错。在无粗粒度故障情况下,共享虚通道还可用于负载平衡及容路由计算模块故障。实验结果表明:较其他已有的虚通道路由器,SVS路由器在3种不同的故障情况下,都较大地降低了延时,提高了吞吐量。这表明SVS路由器有效地提高系统可靠性,保证了系统性能,充分利用了可用资源。
[Abstract]:The 3D on-chip network combines the good scalability of the on-chip network and the respective advantages of the 3D packaging technology based on TSV vertical interconnection, which greatly improves the performance of the on-chip system and reduces the power consumption. Routers are subject to manufacturing defects and run-time vulnerabilities, and the input ports are prone to permanent failures, resulting in communication failures. Therefore, this paper makes a deep and systematic study on the problem of router input port failure caused by it. The main work of this paper is as follows: 1) the development of integrated circuits is described. This paper introduces the common 2D NoC and 3D NoC topologies and the common fault-tolerant methods in the on-chip network. In this paper, a fault tolerant and congestion aware fault-tolerant router is proposed. By adding a redundant input port and bypass bus, the fault tolerance of the input port and the crossover switch can not only be achieved. Moreover, redundant ports can be used to solve the congestion problem effectively without port failure. Experiments show that the fault-tolerant mechanism can make the network have many faulty routers and serious congestion. In order to effectively tolerate virtual channel faults and ensure system performance and make full use of available resources, virtual channel faults can be subdivided into coarse-grained faults and fine-grained faults. This paper presents a single Virtual Channel Sharing routing architecture for SVS routers. By grouping the router ports into two groups, a single virtual channel is shared between the ports within the group. When coarse-grained virtual channels fail, Using adjacent ports within a group to share virtual channel fault tolerance. When a fine-grained fault occurs, configure the value of the virtual channel read / write pointer according to Slot State Table information, thereby skipping the fault Buffer slot to achieve fault tolerance. In the case of no coarse-grained fault, The shared virtual channel can also be used for load balancing and routing calculation module failures. The experimental results show that compared with other existing virtual channel routers, SVS routers can greatly reduce the delay in three different fault cases. This shows that SVS router can effectively improve system reliability, ensure system performance and make full use of available resources.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN915.05;TN47

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 葛芬;吴宁;;功耗优化的片上网络协同映射[J];应用科学学报;2008年06期

2 杨晓强;;片上网络关键技术研究[J];微计算机信息;2008年20期

3 李忠琦;凌翔;胡剑浩;;片上网络系统网络层设计与研究[J];中国集成电路;2008年09期

4 王晓袁;杨银堂;;一种用于片上网络的交换开关结构[J];微计算机信息;2008年26期

5 林世俊;苏厉;金德鹏;曾烈光;;虚通道数和时钟比率对片上网络的影响[J];清华大学学报(自然科学版);2009年01期

6 谢国梁;凌翔;胡剑浩;;片上网络的互连问题及解决措施综述[J];中国集成电路;2009年01期

7 李丽;许居衍;;片上网络技术发展现状及趋势浅析[J];电子产品世界;2009年01期

8 张浩;张盛兵;;片上网络:一种新兴的片上系统设计方法[J];计算机工程与科学;2009年02期

9 陈亦欧;胡剑浩;凌翔;;三维片上网络拓扑研究[J];电信科学;2009年04期

10 王坚;李玉柏;蒋勇男;;片上网络通信性能分析建模与缓存分配优化算法[J];电子与信息学报;2009年05期

相关会议论文 前10条

1 白原;郑焱;王红;杨士元;;不规则结构片上网络的测试方法研究[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年

2 王祺;吴宁;葛芬;;片上网络仿真与性能评估[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2008年

3 景乃锋;毛志刚;;面向片上网络的集成电路设计技术[A];第十届中国科协年会信息化与社会发展学术讨论会分会场论文集[C];2008年

4 付斌章;韩银和;李华伟;李晓维;;面向高可靠片上网络通信的低成本可重构路由算法[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年

5 齐树波;蒋江;李晋文;张民选;;面向片上网络的多播吞吐率和能量模型[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(B辑)[C];2011年

6 张熙敏;李晋文;肖立权;;基于逃逸通道的片上网络拥塞缓解技术[A];第十六届计算机工程与工艺年会暨第二届微处理器技术论坛论文集[C];2012年

7 欧阳一鸣;朱兵;梁华国;;一种用于片上网络的自适应路由算法[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2008年

8 苏琦;李玉柏;王坚;;用OPNET实现片上网络仿真[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年

9 欧阳一鸣;刘蓓;齐芸;;三维片上网络测试的时间优化方法[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年

10 彭福慧;尤志强;邝继顺;张大方;;一种基于BFT型拓扑结构片上网络低费用测试方法[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前1条

1 清华大学微处理器与SOC 技术研究中心 陈磊 王惊雷 李兆麟 汪东升;片上网络:解决CMP互连瓶颈[N];计算机世界;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 朱兵;基于片上网络的通信路由方法研究[D];合肥工业大学;2009年

2 白海;片上网络映射算法研究和设计[D];电子科技大学;2009年

3 陶海洋;片上网络低能耗和低延迟研究[D];湖南大学;2009年

4 陈雷;面向多核片上网络存取控制单元的设计与实现[D];浙江大学;2010年

5 周升;多种片上网络拓扑结构性能评估[D];浙江大学;2010年

6 谢忆纯;片上网络的拓扑结构设计与仿真[D];中国科学技术大学;2010年

7 齐芸;片上网络通信架构的测试方法研究[D];合肥工业大学;2010年

8 洪佳洁;高性能低功耗片上网络设计中的功耗与延时模型研究[D];南京航空航天大学;2010年

9 刘宇;片上网络中的同步与仲裁技术研究[D];西安电子科技大学;2011年

10 代文博;减少推测多线程回退的片上网络优化设计与分析[D];中国科学技术大学;2011年



本文编号:1608565

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/1608565.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户64f14***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com