[發(fā)明專利]一種異構(gòu)多核系統(tǒng)中片上網(wǎng)絡(luò)模型定制建模方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310479559.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN103577632A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張德學(xué);曾曉洋;虞志益
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;H04L12/771
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;王潔平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于異構(gòu)多核建模技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種片上網(wǎng)絡(luò)模型定制建模方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代SoC（System-on-Chip）系統(tǒng)越來越復(fù)雜，集成了越來越多的IP核（Intellectual?Property?core）,隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大，IP核間通信效率越來越重要。傳統(tǒng)的基于總線的通信機(jī)制已難以滿足眾多IP核間通信需求。近年發(fā)展起來的片上網(wǎng)絡(luò)NoC（Network?On?Chip）技術(shù)，借鑒計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的概念，在芯片內(nèi)采用分段式、multi-hop方式通信，使用本地通信機(jī)制，避免全局通信，避免芯片內(nèi)的長(zhǎng)線；各IP核間可并行通信，提高整體通信效率；Link可以共享，減少連線，減少布線擁塞；各IP僅與NoC網(wǎng)絡(luò)通信，模塊相對(duì)獨(dú)立，系統(tǒng)級(jí)分區(qū)塊，可以單獨(dú)設(shè)置電壓、運(yùn)行頻率，支持DVFS（dynamic?voltage?and?frequency?scaling）低功耗設(shè)計(jì)。

復(fù)雜系統(tǒng)中IP核間通信問題日益突出，設(shè)計(jì)理念已從computation-centric?轉(zhuǎn)為?communication-centric。NoC是實(shí)現(xiàn)核間通信的關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)對(duì)整體系統(tǒng)有決定性影響。NoC自提出以來，一直是研究熱點(diǎn)。NoC涉及內(nèi)容廣泛，主要研究?jī)?nèi)容包括：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交換技術(shù)、路由器設(shè)計(jì)、路由算法、仲裁與通道分配、流量控制、鏈路設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)、服務(wù)質(zhì)量QoS、容錯(cuò)設(shè)計(jì)、建模評(píng)估、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法等。

NoC有巨大的設(shè)計(jì)空間，需要確定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交換方式、是否實(shí)現(xiàn)虛通道以及虛通道個(gè)數(shù)、buffer大小、flit大小、phit大小、路由算法、如何滿足QoS、如何容錯(cuò)等。對(duì)復(fù)雜、不規(guī)則NoC系統(tǒng)，難以用數(shù)學(xué)方法分析其性能，且不同應(yīng)用流量模式下，NoC性能表現(xiàn)亦不同，建模仿真是可行的分析方法。先建立系統(tǒng)模型，用模型進(jìn)行架構(gòu)探索，是確保項(xiàng)目設(shè)計(jì)正確、一次成功的關(guān)鍵。大規(guī)模復(fù)雜NoC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要快速的建模、評(píng)價(jià)工具，用于NoC架構(gòu)探索，評(píng)估性能、功耗和面積等，確定優(yōu)化的設(shè)計(jì)參數(shù)。

關(guān)于NoC建模研究項(xiàng)目大致分為3類：

（1）regular?network?simulators

這類仿真器是在NS-2,?opnet,?OMNET++等基礎(chǔ)上添加NoC支持，屬于行為級(jí)建模，難以做到結(jié)構(gòu)級(jí)，難以評(píng)估硬件代價(jià)。

（2）dedicated?NoC?simulator

專用的NoC仿真器，如nostrum,?noxim,?nirgam,......

（3）full-system?simulator?+?NoC?model

在全系統(tǒng)仿真環(huán)境中添加NoC建模模塊，如GEMS(GEM5)?+?GARNET。

現(xiàn)有NoC建模分析系統(tǒng)（如nocsim、nirgam、nostrum等）普遍不足的地方：（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)支持有限，一般不支持不規(guī)則拓?fù)洌唬?）只支持均勻或統(tǒng)計(jì)流量模型，不能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)（App-Driven），無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)的性能表現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種異構(gòu)多核系統(tǒng)中片上網(wǎng)絡(luò)模型定制建模方法，可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的生成片上網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模型。具體步驟如下：

（1）系統(tǒng)內(nèi)建NoC基本網(wǎng)絡(luò)組件模型，所述NoC基本網(wǎng)絡(luò)組件模型包括片上路由器Router模型、網(wǎng)絡(luò)接口NI模型和鏈路Link模型；其中：

所述Router、NI和Link模型采用TLM2.0接口標(biāo)準(zhǔn)；Router模型中具有本地、東、北、西、南共5組端口，每組端口具有發(fā)起者接口和目標(biāo)接口，同時(shí)目標(biāo)接口具有FIFO；?Link模型兩端分別是發(fā)起者接口和目標(biāo)接口，可配置延時(shí)信息delay，用于對(duì)實(shí)際物理鏈路延時(shí)建模；NI模型在與NoC連接側(cè)具有1對(duì)發(fā)起者接口和目標(biāo)接口，在與計(jì)算節(jié)點(diǎn)連接側(cè)具有1個(gè)目標(biāo)接口；Router、NI和Link模型通過接口互連；

（2）用戶對(duì)欲定制的NoC中Router、NI、Link進(jìn)行編號(hào)，并將每一個(gè)Link、NI

和Router信息按如下格式寫入配置文件：

struct?Link_info_t?{???????????????????//Link信息結(jié)構(gòu)

????unsigned?int?ID;???????????????????//Link標(biāo)識(shí)號(hào)

????unsigned?int?socket_from_ID;???????//連接到此Link的Router或NI標(biāo)識(shí)號(hào)