NoC通讯节点的设计

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NoC(片上网络)是一种全新的集成电路(IC)体系结构,其核心思想是将计算机网络技术移植到芯片设计中来,试图从体系结构上彻底解决片上通信的瓶颈问题。相对于传统总线通信架构,NoC在可扩展性、可重用性、设计效率、带宽、同步策略等方面具有无可争议的优势,因此NoC成为解决片上通信问题最有潜力的方案之一。在NoC设计中,通讯节点(Router)的设计尤为重要,因为其设计的优劣将直接影响整个NoC系统的性能。本文在阅读了NoC领域的大量相关文献基础上,首先对当前已发表的NoC设计进行了分类、总结和比较,然后设计了两种NoC通讯节点:包交换通讯节点和包-电路交换通讯节点。   针对静态XY路由算法,本文提出了包交换通讯节点的优化方法,并设计了一种低复杂度、高速包交换Noc通讯节点,并完成了该通讯节点的RTL设计,功能验证,逻辑综合,静态时序分析,布局布线,后仿真等。使用该通讯节点设计实现的NoC不但可以节约硬件资源,并且具有较高的时钟频率。基于该通讯节点,本文搭建了4核NoC硬件仿真系统,实现了JPEG并行解码功能,加速比达2.17。   本文在研究分析包交换和电路交换网络优缺点的基础上,提出了包-电路交换网络模型。详细定义了其通讯协议和数据流模型,完成了包-电路交换通讯节点的架构设计和系统级建模工作,并搭建了包-电路交换仿真平台,进行了系统级仿真。该包-电路交换通讯节点是高度参数化的,可适用于大多数NoC拓扑结构   本文的研究集中在NoC通讯节点上,致力于设计高速、低成本的NoC节点,为今后NoC的实际应用奠定了良好的基础。
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