片上网络路由算法及应用研究

论文摘要

技术的飞速发展把芯片设计带入了十亿晶体管的领域。有预测到这个十年末,单片芯片上将允许集成多达数十亿个晶体管。随着系统芯片芯核数量的增多,传统的片上系统(SoC)的设计方法将不再满足十亿晶体管级别的设计要求。这时,片上网络(Network On Chip,NOC)做为一种新的解决途径被提出来了。片上网络的可升级性(scalable)和易扩展性很好的满足了新设计的要求。片上网络逐渐发展成为传统片上总线之外的一种新的通信结构。文章第一部分主要是介绍我们构建的片上网络仿真平台,该平台为以后的研究工作提供了一个坚实的基础,我们可以在此平台上进行存储深度优化,功能映射研究;关于路由算法,则是主要设计实现了支持有一定自适应性的XY维序路由,以及OE路由模式的路由节点,考虑到应用研究时数据传递的需求,该平台也支持不同数据模式的传输,包模式传输,flit传输.最后对于网络平台的设计可行性从网络通信中的延时,数据吞吐率以及整个平台的资源消耗方面进行了验证.文章第二部队则主要是片上网络应用研究,首先对视频处理算法进行了介绍,并对其中帧间编码部分进行了功能分解,将其映射到我们设计的仿真网络平台中,通过分析数据流量图,我们采用内嵌存储以及根据映射时尽量避免热点的原则给出了优化后的功能映射以及数据流量分析,从一个侧面论证了片上网络在并行处理上的优势.

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ABSTRACT

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缩略词表

第一章绪论

1.1 课题背景

1.2 片上网络研究动态

1.3 论文结构及内容安排

第二章片上网络概念和路由技术

2.1 片上网络拓扑结构

2.1.1 直接网络拓扑

2.1.2 间接网络拓扑

2.2 NOC 的关键技术――路由技术

2.2.1 包交换技术

2.2.2 虚拟通道

2.3 片上网络中典型路由算法

2.3.1 确定性路由

2.3.2 自适应路由

2.4 本章小结

第三章 NOC 结构和典型仿真平台的设计

3.1 Mesh 网络拓扑结构

3.2 拓扑网络的路由算法

3.3 仿真平台的建立

3.3.1 路由节点设计

3.3.2 传输模式研究及仿真实现

3.4 测试结果分析

3.5 本章小结

第四章片上网络应用研究

4.1 H.264 相关背景

4.2 H.264 编码技术探讨

4.2.1 帧内预测

4.2.2 变换量化相关

4.2.3 熵编码

4.2.4 运动估计

4.2.5 块效应滤波

4.3 本章小结

第五章功能映射探讨

5.1 并行处理相关

5.2 易并行计算举例（图像的几何变换）

5.3 针对片上网络的路由节点处理模块功能映射

5.3.1 模块处理设计分析

5.3.2 模块实现

5.4 片上网络映射优化

5.5 本章小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间的研究成果

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