多核系統(tǒng)中NoC通訊架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)

蟲孔交換結(jié)構(gòu)的處理過(guò)程如下：數(shù)據(jù)包的片段到達(dá)蟲孔交換結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)在輸入通道緩存單元中，并進(jìn)行路由計(jì)算。得到路由信息后，數(shù)據(jù)包提出傳輸請(qǐng)求，仲裁器根據(jù)請(qǐng)求進(jìn)行帶寬資源分配，一旦該數(shù)據(jù)片被允許傳輸，它將被交換到目的端口并投遞出去，直到數(shù)據(jù)包的最后一個(gè)片段離開(kāi)交換節(jié)點(diǎn)。根據(jù)此處理過(guò)程，蟲孔交換電路的結(jié)構(gòu)如圖11所示，由緩存單元、路由計(jì)算單元、仲裁請(qǐng)求管理單元、交換分配和交換陣列5部分組成。

在VLSI實(shí)現(xiàn)中，NoC交換節(jié)點(diǎn)多采用流水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般流水處理結(jié)構(gòu)分為路由計(jì)算、通道分配、交換分配、數(shù)據(jù)交換和傳輸?shù)?級(jí)。在NoC設(shè)計(jì)中，總是希望得到良好的網(wǎng)絡(luò)性能，從交換節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)角度考慮，減少交換結(jié)構(gòu)的流水處理級(jí)數(shù)是縮短網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的有效方法，流水處理級(jí)數(shù)越少，數(shù)據(jù)包通過(guò)交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)間就越短。
不同的NoC交換技術(shù)，對(duì)應(yīng)著不同的網(wǎng)絡(luò)性能和實(shí)現(xiàn)代價(jià)，要根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行選擇。

6 片上網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)
為提高片上網(wǎng)絡(luò)的資源單元處理速度，降低通信通路間以及資源單元互連問(wèn)的通信延遲，片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)面臨以下幾方面挑戰(zhàn)：
(1)任務(wù)分配與調(diào)度，片上網(wǎng)絡(luò)將通信任務(wù)分配到合適的處理單元，并且盡量以最佳方式為這些任務(wù)進(jìn)行排序，此步驟是典型的多處理器系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)步驟。
(2)網(wǎng)絡(luò)分配，包括處理單元映射與路徑分配。處理單元映射對(duì)系統(tǒng)功耗起著決定性的影響，路徑分配則是對(duì)執(zhí)行性能產(chǎn)生直接影響。
(3)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)最佳化路徑分配，對(duì)靜態(tài)通信路徑分配時(shí)，由于對(duì)即時(shí)性的要求較低，因此只要對(duì)現(xiàn)有的最短路徑進(jìn)行確認(rèn)即可。但對(duì)于片上網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)通信而言，需要將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)用到片上網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中。

7 結(jié)束語(yǔ)
NoC通訊方式是目前多核系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)中研究最為廣泛的結(jié)構(gòu)，也使得NoC成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)，部分大學(xué)、研究所以及工業(yè)界的研究單位正積極從事NoC研究工作，但是NoC依然面臨著許多技術(shù)挑戰(zhàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際要求，選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和交換技術(shù)，避免一味追求最新的技術(shù)而帶來(lái)其他的問(wèn)題。