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《解放军信息工程大学》 2009年
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片上网络映射及路径分配问题研究

沈皓  
【摘要】:随着特征尺寸的持续缩小和带宽需求的增加,传统的共享总线的通信结构已经无法满足复杂片上系统(System-on-Chip,SoC)的设计要求。同时,总线结构固有的可扩展性差和要求全局时钟同步的缺点也使得其应用范围越来越受限制。片上网络(Network-on-Chip,NoC)作为新一代的片上通信结构被提出用以解决上述问题。它在单个芯片上构建一个基于包交换的微网络,以实现微处理器、DSP(Digital Signal Processing)核、存储器等IP(Intellectual Property)之间的通信。与总线结构相比,NoC具有易扩展、可重用、低能耗等特点。 NoC平台根据其设计灵活性可分为三类,即硬核、固核和软核NoC。本文依托国家863项目“高性能计算机及其核心软件”,着重研究了固核NoC平台设计中的两个关键问题,映射和路径分配问题。论文的主要工作和取得的成果如下: 1.研究了NoC体系结构的相关问题。分析了由于片上资源的有限性,NoC与并行计算和计算机网络实现关键技术上的差异和需求。 2.研究了一种系统级的NoC平台能耗模型。通过该模型,可以方便的分析和计算系统通信能耗。该模型是映射过程优化系统通信能耗的理论基础。 3.针对固核NoC设计中的映射问题,提出一种基于A*搜索的映射算法MCEC。MCEC算法能在合理的时间内搜索到映射方案使得系统通信能耗最小化的同时,满足性能约束的限制。 4.针对XY路由通信负载分配不均的问题,提出一种基于粒子群优化的路径分配算法RPA_LB。实验证明RPA_LB算法能够有效的分配各通信踪迹的路由路径,平衡各链路的负载。从而降低了系统的带宽需求,减小了实现代价。
【学位授予单位】:解放军信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN47

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 乌耀益;基于NoC的软错误点到点容错机制及面向可靠性的应用映射算法研究[D];上海交通大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 岳培培;刘建;SHEIKH Anjum;陈杰;;NoC映射问题中的列举路径分配算法[J];电子科技大学学报;2008年01期
2 杨维,李歧强;粒子群优化算法综述[J];中国工程科学;2004年05期
3 周文彪;张岩;毛志刚;;片上网络的低功耗自适应数据保护[J];计算机工程;2006年22期
4 高明伦;杜高明;;NoC:下一代集成电路主流设计技术[J];微电子学;2006年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 周干民;NoC基础研究[D];合肥工业大学;2005年
2 詹瑾瑜;SoC软/硬件协同设计方法研究[D];电子科技大学;2006年
3 荆元利;基于片上网络的系统芯片研究[D];西北工业大学;2005年
4 李磊;片上网络NoC的通信研究[D];浙江大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王成华;高文梅;李成;;粒子群优化算法搜索土坡临界非圆弧滑动面[J];四川建筑科学研究;2007年05期
2 刘延明;陆克芬;方崇;;基于投影寻踪和粒子群优化算法的南宁市内河水质综合评价研究[J];安徽农业科学;2009年26期
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4 梅胜全;梅小平;;应用免疫粒子群算法进行边坡稳定性分析[J];地下空间与工程学报;2009年06期
5 刘伟华;隋青美;;基于粒子群算法的FBG峰值波长检测技术[J];半导体光电;2007年06期
6 熊宇虹;温志渝;;基于粒子群算法的分段波长选择方法[J];半导体光电;2008年06期
7 孟李林;;从SOC到NOC的集成电路设计技术发展[J];半导体技术;2008年03期
8 许川佩;姚芬;胡聪;;基于云进化算法的NoC测试端口优化选择方法[J];半导体技术;2012年06期
9 黄祎;孙德宝;秦元庆;;基于粒子群算法的移动机器人路径规划[J];兵工自动化;2006年04期
10 张凯;赵国荣;姜静;;粒子群算法在武器装备保障资源优化中的应用[J];兵工自动化;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 范业坤;梁新荣;;基于粒子群优化的高速公路匝道PI控制器[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 沈如松;杨雪榕;;基于粒子群算法的小推力同步轨道入轨优化[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
3 彭先涛;张凯举;;加热炉炉温优化与控制方法的研究现状及发展趋势[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
4 白瑞林;王利峰;;一种基于共享法的改进型粒子群优化算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
5 高尚;杨静宇;;求解流水作业调度问题的混合粒子群优化算法[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
6 张伟;李守智;高峰;刘振山;;几种智能最优化算法的比较研究[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
7 周先东;马翠;;基于粒子群优化算法的复杂曲面最短路径求解[A];第九届中国青年信息与管理学者大会论文集[C];2007年
8 周先东;马翠;;最速降线问题的一种新解法[A];第一届中国智能计算大会论文集[C];2007年
9 薛云灿;郑东亮;岳兴汉;杨启文;;混沌粒子群优化算法及其在水库优化调度中的应用[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年
10 王冬;张丽果;杜慧敏;韩俊刚;;基于R-Torus结构和最短路径算法的NoC建模[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 朱怡;潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 刘振宇;基于RFID与TD-SCDMA的家电生产过程信息追溯技术研究[D];中国海洋大学;2009年
5 杨雪榕;卫星跟飞编队控制问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 保利勇;连续时间的优先级完全服务与限定服务轮询系统研究[D];云南大学;2011年
7 范英才;蒸汽驱动态预测方法和优化技术研究[D];东北石油大学;2011年
8 税文兵;考虑库存成本的配送中心动态选址研究[D];西南交通大学;2011年
9 葛芬;专用片上网络设计关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 刘磊;面向武器装备体系发展的体系演化建模与探索分析方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邵晓路;蚁群群体智能网络可视化试验平台研制[D];浙江理工大学;2010年
2 费渊;用于NOC的网络拓扑构建与片上路由的研究[D];大连理工大学;2010年
3 刘洋;基于粒子群算法的NoC映射问题研究[D];大连理工大学;2010年
4 闫兆法;基于多模态粒子群优化的社会网络分析研究[D];大连理工大学;2010年
5 赵汉卿;智能算法在气体识别与NoC单元映射中的研究[D];大连理工大学;2010年
6 梁延峰;基于专家委员会的主动学习算法研究[D];中国海洋大学;2010年
7 支亚军;片上网络通信协议与QoS保障机制研究[D];西安邮电学院;2010年
8 燕居伟;工程建设项目控制目标优化研究[D];河北工程大学;2010年
9 刁双君;基于大规模嵌入式系统软硬件划分方法的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 姜晓伟;粒子群算法在查询优化中的应用[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 欧阳一鸣;屠强;梁华国;郭凯;;基于重构的片上网络容错机制[J];电信科学;2010年08期
2 周文彪;张岩;毛志刚;;片上网络的低功耗自适应数据保护[J];计算机工程;2006年22期
3 李旺远;王长山;;Mesh跳步容错路由算法[J];计算机与现代化;2010年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 周干民;NoC基础研究[D];合肥工业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 万玉鹏;基于编码的片上网络数据传输可靠性研究与设计[D];南京航空航天大学;2010年
2 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
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李乙成,周祖成,陈尚松;SoC片上总线技术的研究[J];半导体技术;2003年02期
2 徐宁仪;冷祥纶;周祖成;;基于SystemC的支持异源通信实体的NoC仿真架构[J];半导体技术;2006年04期
3 戴擎宇,杨占昕,梅士兵,何佩琨,韩月秋;基于TMS320C80的视频图像处理系统的研制[J];北京理工大学学报;1998年05期
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5 张拥军 ,杨军 ,茆邦琴 ,胡晨;动态时钟配置下的SoC低功耗管理[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年04期
6 张天骐 ,林孝康 ,余翔;SoC系统的低功耗设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 杨伟建;面向HDTV信源集成解码芯片的软硬件协同设计研究[D];浙江大学;2001年
2 张鲁峰;软硬件协同综合及虚拟微处理器技术研究[D];国防科学技术大学;2002年
3 张溯;集成电路工程学及IP评测技术的研究[D];合肥工业大学;2004年
4 张多利;基于功能信息的验证工程学及若干验证技术研究[D];合肥工业大学;2005年
5 周干民;NoC基础研究[D];合肥工业大学;2005年
6 荆元利;基于片上网络的系统芯片研究[D];西北工业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张子男;MD32存储系统软/硬件协同设计的研究[D];浙江大学;2003年
2 荆元利;DSP处理器系统结构研究[D];西北工业大学;2002年
【相似文献】
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3 许川佩;侯红菊;;基于云自适应粒子群算法的NoC路径分配研究[J];微电子学与计算机;2011年09期
4 岳培培;刘建;SHEIKH Anjum;陈杰;;NoC映射问题中的列举路径分配算法[J];电子科技大学学报;2008年01期
5 潘灵;桑楠;;一种RapidIO网络路径分配策略[J];计算机应用;2008年S2期
6 林剑领;吴悦;杨洪斌;;改进的启发式算法在NoC路径分配中的应用[J];计算机工程与设计;2009年12期
7 范佳;钱徽;朱淼良;陈武斌;;优化路径分配的多作业机器人任务规划[J];计算机工程;2010年23期
8 ;双引擎数字效果处理器的原理及应用(三)[J];电声技术;2003年11期
9 李丙春;;粒子群优化算法及其应用[J];喀什师范学院学报;2006年03期
10 刘彤彤;;基于小波网络的复杂系统建模方法研究[J];科技咨询导报;2007年11期
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1 张华歆;;多模式交通网络的交通出行、讫点、方式和路径分配与收费定价模型[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(上册)[C];2005年
2 郭睿;郭伟;刘军;;一种基于OLSR的多信道多径负载均衡路由协议[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(下)[C];2009年
3 文建辉;钟科军;唐丽娟;蒋健晖;;基于离散的粒子群优化算法结合主成分分析用于相似烟气样品的色谱区分[A];全国生物医药色谱学术交流会(2010景德镇)论文集[C];2010年
4 李猛;王道波;甄子洋;;基于改进混合粒子群优化算法的模型最优降阶[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
5 王光辉;陈杰;潘峰;;多种群协同粒子群优化算法求解动态环境优化问题[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 陈志盛;李勇刚;;改进粒子群优化算法及其在磨削加工中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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8 马琰铭;;基于粒子群优化算法的晶体结构预测新技术及其在高压新结构研究中的应用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 王群杰;齐美清;汪伟;李磊;;粒子群优化算法在波导高通滤波器设计中的应用[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
10 司维超;韩维;史玮韦;颜刚;;一种基于蜜蜂多群体觅食的粒子群优化算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
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2 张率;唇齿相依[N];网络世界;2003年
3 ;构建运营商网络核心[N];网络世界;2003年
4 博科公司中国区总经理 岑德智;思网络 想博科[N];网络世界;2010年
5 工业和信息化部电信传输研究所 李海花 付国强;基于现有网络 支撑泛在网业务发展[N];人民邮电;2010年
6 ;从网络层防治蠕虫[N];中国计算机报;2005年
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8 毛拥华;如何提高城域网路由器网络层可靠性[N];人民邮电;2005年
9 《网络世界》记者 柴莎莎;业务交付大势所趋[N];网络世界;2011年
10 郭涛;基于网络层的存储虚拟化是主流[N];中国计算机报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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8 傅阳光;粒子群优化算法的改进及其在航迹规划中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
9 刘华蓥;粒子群优化算法的改进研究及在石油工程中的应用[D];东北石油大学;2012年
10 张玮;粒子群优化算法研究及在阵列天线中的应用[D];太原理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈皓;片上网络映射及路径分配问题研究[D];解放军信息工程大学;2009年
2 李岩;基于路径分配的城市轨道交通枢纽疏散管理研究[D];北京交通大学;2010年
3 范佳;多自主无人地面车辆系统中的路径分配及规划[D];浙江大学;2010年
4 孙晶晶;粒子群优化算法的改进及其应用研究[D];陕西师范大学;2010年
5 王婧;基于粒子群优化算法的集群调度策略研究[D];中国石油大学;2011年
6 刘煌;基于GA的改进粒子群算法研究及其在TSP上的应用[D];武汉理工大学;2010年
7 苗爱敏;基于动态特征的粒子群优化算法研究[D];云南大学;2010年
8 张新娟;改进粒子群优化算法及其在图像分割中的应用[D];陕西师范大学;2011年
9 杨洋;基于粒子群优化算法的准循环LDPC码构造[D];北京交通大学;2011年
10 王莹;基于粒子群优化算法的无功优化及规划[D];天津大学;2005年
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