片上網路

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片上網路 network-on-chip(NoC)是片上系統 system-on-chip(SoC)的一種新的通信方法。它是多核技術的主要組成部分。NoC方法帶來了一種全新的片上通信方法,顯著優於傳統匯流排式系統(bus)的性能。基於NoC的系統能更好地適應在未來複雜多核SoC設計中使用的全局異步局部同步的時鐘機制。NoC構架主要基於電子或光學技術,分別稱為片上電網路(electrical network-on-chip 或 ENoC)及片上光網路(optical network-on-chip 或ONoC)。

基本介紹

  • 中文名:片上網路
  • 外文名:network on chip
  • 定義:是片上系統的一種新的通信方法
  • 定位片上系統
概述,優點,缺點,性能評測方法,

概述

片上網路 network-on-chip(NoC)是片上系統 system-on-chip(SoC)的一種新的通信方法。它是多核技術的主要組成部分。NoC方法帶來了一種全新的片上通信方法,顯著優於傳統匯流排式系統(bus)的性能。基於NoC的系統能更好地適應在未來複雜多核SoC設計中使用的全局異步局部同步的時鐘機制。NoC構架主要基於電子或光學技術,分別稱為片上電網路(electrical network-on-chip 或 ENoC)及片上光網路(optical network-on-chip 或ONoC)。
(1)網路結構:在NoC中,普遍使用也是最適合的網路結構是包交換的直接網路。每個節點通過雙向通道連線到相鄰的節點。NoC的網路連線是異構的,需連線不同的處理部件和存儲部件,通信量的分布也是不均勻的。
(2)協定:在NoC中,通信協定比匯流排協定要複雜得多,為了便於擴展,往往採用分層的網路協定。協定的每一層提供特定的功能和接口。
(3)服務質量QoS:在NoC的路由決策時,可以提供服務質量,對關鍵部件的網路頻寬或者延遲進行保證,沒有被保證的通信採用盡力而為的路由策略。另外,由於干擾和電壓降等問題使得部件之間的連線是不可靠的,為了保證可靠的數據傳輸,當遇到數據錯誤時,需要進行重傳,NoC通過流控機制來保證服務質量。
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(4)同步(Synchronous).

優點

通過並發和非阻塞交換獲得更高的頻寬
通過分組交換獲得更高的鏈路利用率
通過分層協定獲得可靠的傳輸
通過點對點傳輸獲得低功耗
全局異步或準同步的、模組化、可升級的結構

缺點

交換電路和接口增加了電路面積
數據打包、緩衝、同步和接口增加了延遲
緩衝和增加的邏輯造成了功耗增加
與原有IP核接口和協定的兼容問題

性能評測方法

NoC的評測對於其設計,開發和套用都至關重要。廣泛使用的NoC評測方法包括:隨機評估(random evaluation)和實際評測 (realistic benchmarking)。與隨機評估相比,實際評測的結果更加可信實用。公開的實際評測平台包括MCSL NoC Traffic Patterns。

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