片上网络的低功耗模拟及映射研究

【摘要】NoC的概念主要是由分布式互连网络发展而来的,随着集成电路规模的扩大,低功耗问题日益凸显,形成了“功耗墙”,功耗已经成为目前集成电路发展的重要瓶颈。集成电路发展到NoC,跟传统的网络相比,功耗已经是NoC设计中首先要考虑的约束,尤其对于手持终端,要求电池提供尽可能高的续航能力,功耗更是业界关心的主要问题。所以,NoC设计不仅要考虑跟传统网络首先考虑的时延问题,更要考虑其功耗问题。本文首先分析了NoC的基础理论,包括NoC的组成结构、分层体系结构、拓扑结构、交换技术、路由策略和算法、设计流程、性能评价等。其次,本文对NoC的功耗问题,从电路工作状态、NoC组成结构等角度分析了NoC的功耗来源,并分析了NoC主要的低功耗技术,建立了NoC的功耗模型；本文重点研究了NoC映射机制,给出了映射机制的形式化描述及其数学模型。在研究NoC的映射和功耗的基础上,本文结合NoC的通信功耗模型和映射模型,建立了以功耗为优化目标的映射模型。然后,为了加快搜索映射问题的最优解,本文基于遗传算法提出了一种改进的NoC遗传映射算法。该算法通过对初始化和遗传算法控制参数的优化,在保留遗传算法全局搜索能力的基础上,以提高遗传算法的收敛速度,达到更好的低功耗效果。最后通过简单的仿真实验收集映射结果的数据,数据表明,本文提出的改进型遗传算法与一般的遗传算法映射相比,具有更低的功耗表现和更快的收敛速度,对于求解面向低功耗的NoC映射具有较好的表现。NoC的功耗问题是一个复杂冗余的问题,本文提出的改进型NoC遗传映射算法的低功耗方法,可以结合其他技术一起使用,减低未来芯片的功耗。
【作者】陈红兵；
【导师】刘怡俊；
【作者基本信息】广东工业大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】NoC；映射；低功耗；映射算法；遗传算法；

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