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第一部分 片上网络介绍2

第1章 以通信为中心的设计2

1.1以通信为中心的设计概念2

1.1.1多处理器Soc2

1.1.2传统的片上通信方案3

1.1.3 NoC的出现3

1.2 NoC概念3

1.3 NoC的分层4

1.3.1物理层4

1.3.2网络层4

1.3.3应用层5

1.4动机和贡献5

1.4.1动机5

1.4.2贡献6

1.5本书章节组织结构7

参考文献7

第2章 预备知识10

2.1背景知识10

2.2传统NoC体系结构10

2.3传统路由器体系结构11

2.4流控机制12

2.4.1包缓冲流控12

2.4.2基于虫洞流控的路由器13

2.4.3基于虚通道流控的路由器13

2.5路由和仲裁技术14

2.5.1问题分解14

2.5.2当前技术发展水平15

2.6服务质量控制16

2.6.1面向连接方法16

2.6.2无连接方法16

2.7可靠性设计17

2.7.1 NoC的故障类型17

2.7.2 NoC的可靠性设计17

2.8能量感知任务调度18

参考文献19

第二部分 片上网络设计方法探究24

第3章 高性能NoC路由技术24

3.1 NoC路由基础知识24

3.1.1 NoC路由特性24

3.1.2死锁和活锁问题25

3.1.3 NoC中无死锁路由方法25

3.2基于转向模型的路由基础知识26

3.2.1奇偶转向模型26

3.2.2奇偶转向模型路由算法，ROUTE26

3.2.3提出转向模型路由方法的动机27

3.3转向模型全自适应路由28

3.3.1转向禁令解除28

3.3.2路径禁令解除29

3.3.3无死锁和无活锁30

3.3.4故障容错优点31

3.3.5性能评估32

3.4小结35

参考文献35

第4章 NoC可靠性中性能和能量均衡技术37

4.1 NoC的可靠性37

4.2 NoC可靠性技术38

4.3故障模型39

4.4 NoC的能耗40

4.4.1能量度量推导40

4.4.2重传缓冲器的影响41

4.4.3每个有用位能量的重新计算42

4.5实验结果42

4.5.1实验建立42

4.5.2用于实验的差错控制编码43

4.5.3结果分析44

4.6小结48

参考文献48

第5章 NoC DVS系统的能量感知任务调度50

5.1问题陈述50

5.1.1应用和体系结构定义50

5.1.2广义能量感知任务调度问题51

5.1.3动态电压调节（DVS）52

5.2启发性例子53

5.3算法解决方案55

5.3.1任务优先权排序56

5.3.2任务分配56

5.3.3功率优化57

5.3.4重调度建立60

5.4实验结果61

5.5小结63

参考文献63

第三部分 个案研究：双向NoC（BiNoC）体系结构66

第6章 双向NoC体系结构66

6.1问题描述66

6.1.1启发性例子66

6.1.2通道带宽利用率67

6.2双向通道69

6.2.1设计需求69

6.2.2相关工作69

6.3 BiNoC：双向NoC路由体系结构70

6.3.1采用虫洞流控的BiNoC路由器70

6.3.2采用虚通道流控的BiNoC路由器71

6.3.3重构输入/输出端口72

6.3.4通道控制模块72

6.3.5虚通道分配器73

6.3.6开关分配器73

6.4双向通道方向控制74

6.4.1路由器间传输方案74

6.4.2双向通道路由方向控制75

6.4.3资源竞争77

6.4.4包排序81

6.4.5包传输中断81

6.5 BiNoC特性83

6.5.1实验建立83

6.5.2合成流量分析84

6.5.3实际应用实验91

6.5.4面积和功耗的实现细节92

6.5.5实现开销95

6.6小结99

参考文献99

第7章 BiNoC的服务质量102

7.1 NoC的QoS控制102

7.2 NoC典型的无连接QoS机制102

7.3启发性例子103

7.4 BiNoC路由器的QoS设计104

7.4.1优先VC管理和路由器间仲裁104

7.4.2优先权排序的无死锁路由约束105

7.5路由器间传输方案105

7.6 BiNoC通道方向受控的QoS设计107

7.6.1高优先级有限状态机的操作108

7.6.2低优先级有限状态机的操作109

7.7性能评估109

7.7.1 BiNoC_QoS和BiNoC_4VC的比较110

7.7.2 BiNoC_QoS和NoC_QoS的比较111

7.7.3优先路由分析112

7.7.4消耗率分析113

7.7.5 GS和BE通信流的比较113

7.8小结115

参考文献116

第8章 BiNoC中的故障容错117

8.1问题和动机117

8.2故障容错基础知识117

8.2.1 NoC中的故障类型118

8.2.2 NoC中的故障容错118

8.2.3 NoC中的双向通道118

8.2.4当前的故障容错方案问题118

8.2.5我们提出的技术方法119

8.3双向故障容错NoC体系结构119

8.3.1双向通道120

8.3.2双向路由器体系结构120

8.3.3通道方向变化握手协议121

8.3.4故障容错控制步骤121

8.3.5路由器间死锁和解决方法122

8.3.6失效率改进123

8.3.7可靠性提高123

8.4实验结果124

8.4.1合成流量实验124

8.4.2真实流量实验126

8.4.3开销分析127

8.5小结127

参考文献127

第9章 BiNoC能量感知应用映射129

9.1引言129

9.1.1任务和通信调度129

9.1.2 BiNoC体系结构通信模型130

9.2启发性例子131

9.3 BiNoC的任务和通信调度132

9.3.1 BiNoC中的通信模型和流量132

9.3.2性能改进方法135

9.3.3自学习和滤网框架138

9.4功耗优化方案139

9.4.1粗粒度功耗优化140

9.4.2细粒度功耗优化140

9.4.3有效功耗调度141

9.5实验结果142

9.6小结143

参考文献144

第10章 总结145

附录A仿真环境146

附录B性能度量148

参考文献148