面向瞬时故障的片上网络容错机制研究

摘要

随着深亚微米工艺的到来，干扰已逐渐成为片上网络故障的主要来源，干扰导致的瞬时故障受到越来越多的关注，采用有效的容错机制是解决片上网络瞬时故障的有效方法。本课题的主要工作是研究一种基于双缓冲和XYX路由的检错重传机制，并设计实现基于检错重传的容错路由器，达到延时和功耗优化的目的。
　　论文首先分析了面向瞬时故障的容错算法的国内外研究现状，在此基础上，通过所建立的延时模型和功耗模型，对现有的面向瞬时故障的检错重传算法的性能进行理论分析与比较。研究结果表明，减少等待延时将有利于降低算法的延时开销，减少冗余包的数目将有利于降低算法的功耗开销。在理论分析的基础上，借鉴端到端随机路由算法思想，研究了一种基于双缓冲和XYX路由的检错重传机制。该机制采用XYX路由代替随机路由来减少冗余包发送数目，并使用双缓冲机制减少数据包发送等待时间，以达到延时和功耗优化的目的。
　　为验证机制的有效性，论文首先采用SystemC语言设计了基于检错重传的容错路由器的系统级模型，并进一步在Synopsys公司的EDA平台下设计实现了该容错路由器的RTL级模型。论文以这两种模型分别构建了4×4的2D-Mesh网络，对基于双缓冲和XYX路由的检错重传机制进行性能分析。结果表明，基于双缓冲和XYX路由的检错重传机制相对端到端随机路由算法具有更低的延时和功耗。

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图表清单

缩略词

1第一章 绪论

1.1 片上网络的提出

1.2 片上网络的故障分类

1.3 片上网络容错研究

1.4 国内外研究现状

1.5 选题背景与研究内容

1.6 论文的组织结构

2第二章 片上网络容错机制研究的关键技术与基础

2.1 拓扑结构

2.2 路由算法

2.3 交换机制

2.4 容错机制

2.5 容错机制的性能评价指标

3第三章 片上网络瞬时故障容错算法性能评估

3.1 片上网络检错重传算法

3.2 算法理论分析基础

3.3 算法性能分析比较

4第四章 基于双缓冲和XYX路由的检错重传机制

4.1 设计思想

4.2 算法描述

4.3 算法理论分析研究

5第五章 基于检错重传的容错路由器的设计与分析

5.1 基于检错重传的容错路由器的系统级设计与仿真

5.2 容错路由器的RTL级设计与实现

5.3 容错路由器的验证与分析

6第六章 总结与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文