異構多核SoC系統(tǒng)級模型研究.pdf

1、多核技術具有高并行計算處理能力,已成為指令級并行、線程級并行之外性能提升的新方式。片上網(wǎng)絡(NoC)由于具有高并行通訊能力而成為多核乃至眾核系統(tǒng)芯片設計中最受關注的互連通訊機制。異構多核系統(tǒng)芯片由于其核的構成類型較多,因而在體系結(jié)構設計和通訊機制優(yōu)化過程中面臨更高的復雜性等挑戰(zhàn)。因此,在設計的前期搭建系統(tǒng)級模型,對體系結(jié)構和通訊方案進行性能分析和驗證至關重要。本文圍繞多核系統(tǒng)芯片中體系結(jié)構和片上通訊的系統(tǒng)級建模問題,搭建多種精度的系統(tǒng)模

2、型,可進行體系結(jié)構通訊性能的量化分析,并為硬件設計提供參考模型。工作有以下幾個方面:
　　1.片上網(wǎng)絡的周期精確模型設計。采用C++語言,分別設計了周期精確的PCC路由器和虛通道的蟲孔路由器,并完成相應的資源網(wǎng)絡接口設計;進行片上互連設計,完成片上網(wǎng)絡周期精確模型的搭建。
　　2.不同路由結(jié)構下片上網(wǎng)絡的通訊性能評估與分析。分別搭建了8×8的PCC網(wǎng)絡和虛通道的蟲孔路由網(wǎng)絡,并在通訊任務采用隨機分布策略時,比較這兩種網(wǎng)絡的平

3、均包延時和平均吞吐率;實驗結(jié)果顯示隨著包長的不斷增加,二者的平均包延時都在減小,其中PCC網(wǎng)絡中包延時下降的幅度更大,表明PCC網(wǎng)絡適合于在長包下傳輸。
　　3.稀疏PCC網(wǎng)絡的通訊性能評估與分析。在PCC網(wǎng)絡中稀疏分布資源節(jié)點,以提供更多的傳輸鏈路,緩解PCC網(wǎng)絡擁塞;比較了16×16的稀疏PCC網(wǎng)絡與8×8的PCC網(wǎng)絡中平均包延時,結(jié)果表明稀疏的PCC網(wǎng)絡能夠有效的改善網(wǎng)絡的通訊性能。
　　4.混合層次化結(jié)構的片上網(wǎng)絡的

4、通訊性能評估與分析。搭建了外層為2D-Mesh結(jié)構,內(nèi)層為共享總線結(jié)構的混合層次化的片上網(wǎng)絡;以正態(tài)分布中的3α作為通訊的特征參數(shù),并按距離源端的跳步數(shù)進行通訊任務量的物理映射,實驗結(jié)果表明混合層次化結(jié)構的片上網(wǎng)絡更適合于通訊具有局域性的應用,即局部通訊量大,全局通訊量小。
　　5.片上網(wǎng)絡與JPEG解碼的系統(tǒng)集成。分別完成了管腳精確、訪存精確的JPEG解碼系統(tǒng)級模型搭建,并對JPEG解碼程序并行分解,映射到PCC網(wǎng)絡中,進行系統(tǒng)