片上网络架构感知映射模型研究与改进*

为了求解由于芯片链路故障等原因形成的不规则mesh下的任务映射问题,提出一个架构感知映射改进模型。该模型通过引入最短路径路由跳数解决了精度问题,同时对不可达模块的特殊数据处理保证了所得解的可行性。实验结果表明,该模型功耗优化比例最高可达10%20%,适合大规模通信密集型NoC任务映射问题求解。     

基于对角互连网格拓扑结构的片上网络

对二维网格拓扑结构进行改进,给出对角互连的DMesh结构和对角互连且边界节点互连的DTorus结构,针对2种拓扑结构分别提出DXY路由算法和TDXY路由算法。仿真实验结果表明,DMesh和DTorus结构可以节省网络节点间的路由通道数,减少平均传输延迟,增加吞吐量,使路由路径更加多样化。     

保证QoS的片上网络低能耗映射与路由方法

为解决二维mesh片上网络的服务质量和低能耗问题,提出基于最优化搜索的拓扑映射与路由方法Q-LEMR．该方法以降低芯片通信能耗为目标,在保证系统延迟与带宽的服务质量的前提下,自动将给定应用的IP核映射到片上网络结构上,并为通信踪迹定制设计确定的、非死锁的最短路径路由;同时通过加速策略使映射和路由的计算在可接受的时间范围内完成．实验结果表明,Q—LEMR较现有工作平均降低通信能耗28．8％,并满足服务质量要求．     

支持双拓扑结构的片上网络评估高层仿真平台

为实现高效的NoC（片上网络）性能评估, 缩短系统芯片的开发周期, 针对时钟精确级的NoC仿真方法进行研究, 提出了一种新型的高层次、高效率仿真平台, 与仅支持网格拓扑结构的传统仿真器相比, 其创新地支持了网格和环型双拓扑结构的性能评估, 同时支持虚通道扩展的路由器结构设计, 能快速得到网络的延迟、吞吐率、功耗等性能结果。实验结果表明, 该仿真平台能准确模拟NoC功能行为, 快速获得其仿真性能, 为NoC设计验证提供了高效的方法。     

片上网络映射优化问题研究与进展

映射优化问题是片上网络关键技术之一,其模型的建立及求解影响着片上网络性能。映射问题被证明是NP问题,传统求解具有一定的难度,多采用启发式算法完成。为了解当前映射优化问题研究现状及发展前景,针对片上网络IP核到网络节点的匹配优化问题进行建模和分类,并对当前研究中的一些典型映射算法在目标、约束条件、性能、采用拓扑结构等方面进行对比分析,最后给出片上网络中映射优化问题未来的研究方向。     

片上网络互连拓扑综述

随着器件、工艺和应用技术的不断发展,片上多处理器已经成为主流技术,而且片上多处理器的规模越来越大、片内集成的处理器核数目越来越多,用于片内处理器核及其它部件之间互连的片上网络逐渐成为影响片上多处理器性能的瓶颈之一。片上网络的拓扑结构定义网络内部结点的物理布局和互连方法,决定和影响片上网络的成本、延迟、吞吐率、面积、容错能力和功耗等,同时影响网络路由策略和网络芯片的布局布线方法,是片上网络研究中的关键之一。对比了不同片上网络的拓扑结构,分析了各种结构的性能,并对未来片上网络拓扑研究提出建议。     

片上网络互连拓扑综述

随着器件、工艺和应用技术的不断发展,片上多处理器已经成为主流技术,而且片上多处理器的规模越来越大、片内集成的处理器核数目越来越多,用于片内处理器核及其它部件之间互连的片上网络逐渐成为影响片上多处理器性能的瓶颈之一.片上网络的拓扑结构定义网络内部结点的物理布局和互连方法,决定和影响片上网络的成本、延迟、吞吐率、面积、容错...     

面向测试优化的片上网络映射算法

针对复杂片上系统(SoC)芯片的片上网络(NoC）映射方案未考虑测试需求的问题,提出了一种面向测试优化的NoC映射算法,兼顾了可测性的提升和映射开销的最小化。该映射方案首先依据特定的测试结构,使用划分算法进行片上系统所有IP核的测试分组,其优化目标为测试时间最短;之后,再基于分组内IP核之间的通信量,应用遗传算法实现NoC映射,其优化目标是在测试优化的基础上实现映射开销最小。通过多个ITC'02测试基准电路进行的实验结果表明:应用该方案后,测试时间平均减少12.67%;与随机任务映射相比,映射代价平均减少24.5%。     

基于拓扑结构感知的节点多属性网络映射算法

针对当前节点多属性网络链路映射长度较长、网络请求接受率和收益开销较低的问题,提出基于拓扑结构感知的节点多属性网络映射算法.根据无向图描述节点多属性网络映射问题,采用拓扑结构感知,构建节点多属性网络模型和节点链路映射评测指标,利用回溯算法,计算sumTR值,获得备选网络节点集合.使用子区域作为物理节点映射区域进行资源分配,按照映射优先级排列网络节点依次映射,分析节点多属性,使用最短路径算法,排序跳数最小链路映射,实现节点多属性网络映射.实验结果表明,所提算法能够有效缩短链路映射长度,提高网络请求接受率和收益开销.     

片上网络拓扑结构

介绍了片上网络（NoC）拓扑结构的相关研究进展。对NoC拓扑结构进行了分类，详细分析了各种网络拓扑的相关特性。从拓扑结构的角度出发，介绍了几种典型的NoC实例，归纳了相关的设计方法。最后，探讨了NoC拓扑结构的发展方向。     

一种基于遗传算法的片上网络映射算法

片上网络NoC以其高可扩展性成为片上多核的互连解决方案。IP核到NoC结点的映射是片上网络设计的重要阶段。映射对芯片的性能和功耗有重要的影响。本文详细阐述了映射算法的研究现状,给出了映射算法的分类方法,并且分析各种方法的特点。最后,给出一种采用顺序表示的基于遗传算法的NoC映射算法。实验结果表明,该映射算法能够取得较好的准确性和较高的效率。     

胖树型片上网络的低能耗映射算法

为解决胖树型片上网络的映射问题,针对该网络不同层路由器间链路长度不同的特点,提出一种低能耗映射优化模型,并设计一种基于捕食搜索策略的差分进化算法(PSDE)进行模型求解.该算法将捕食搜索策略与差分进化算法相结合,弥补了差分进化算法易陷入局部最优的不足,增强了捕食搜索策略的局部搜索能力.仿真实验结果表明,与遗传算法和模拟退火算法相比,PSDE可以缩短运行时间,并获得低能耗、高质量的优化映射结果.     

片上网络路由算法分析与评估

本文对片上网络中的确定性XY路由算法和基于拐弯模型的4种自适应路由算法进行分析,并采用Noxim模拟器在6种合成通信模式下对5种路由算法的性能进行评估。实验结果表明,在均匀随机通信模式下,XY路由算法的性能优于自适应路由算法;在置换1和混洗通信模式下,奇偶路由算法的性能优于其他路由算法;在置换2、位反和蝶形通信模式下,负向优先路由算法的性能优于其他路由算法。     

访存敏感的增量式MPSoC应用映射

现代多处理器片上系统(multiprocessor system-on-chip, MPSoC)通常采用片上网络(network-on-chip, NoC)作为其基本互连结构,应用映射是基于片上网络互连的MPSoC设计中的关键问题,应用映射决定应用划分成的各个任务到片上网络节点的分配.许多基于片上网络互连的MPSoC系统将共享存储作为网络中的独立节点,针对这类MPSoC系统,提出一种访存敏感的增量式动态映射策略.该策略离线分析获取应用的访存特征,运行中当应用到达系统时,根据其访存特征选择不同的映射算法,将热点应用围绕共享存储器布局,非热点应用远离共享存储器布局,并最小化应用间以及应用所含任务间的通信链路竞争.模拟实验表明：与贪恋区域选择加随机节点映射的策略相比较,提出的策略对系统整体通信功耗平均节约34.6%,性能提升可达36.3%,并能适应不同片上网络规模.     

门级工艺映射中显式冗余的优化

高级综合结果中常量元件和输出悬空端口导致门级工艺映射结果中存在显式冗余,显式冗余无助于提高电路性能,反而增加功耗,降低电路的可测试性,使电路面积增大,应予消除,文中提出了显式冗余的队列循环优化算法,完全消除了此类冗余,从而有效地减少了生成电路的基片面积,提高了电路的可测试性。     

片上网络映射问题的改进禁忌搜索算法

为求解通信时延受约束的低能耗片上网络(NoC)映射问题,提出一种改进禁忌搜索算法.该算法由局部搜索和精英重组2个步骤经过多次迭代完成,局部搜索采用简化的robust tabu search (RoTS),精英重组步骤选用COHX交叉操作.实验结果表明:文中算法与RoTS相比具有优化性能好、搜索空间小的优点,映射结果比分支限界法平均节能16.1%,适于求解大规模NoC映射问题.     

面向高带宽I/O的片上网络优化

在高性能处理器中,I/O带宽需求不断增加,一方面高速接口的通道数目不断增加,另一方面接口传输速率也在逐渐提升.高性能处理器的片上网络必须能够匹配各种高速I/O的带宽需求,且必须保证DM A请求能够正确完成.然而各种高速接口协议与片上网络协议在通信机制上存在较大的差别,可能导致死锁等现象的产生.首先对匹配高性能I/O的片...     

纹理映射与光照处理关系研究及应用

纹理映射和光照处理在实际应用中往往被分别计算结果。而在定光源模型下,基于仿射变换的纹理映射和Gouraud明暗处理以及Phong明暗处理在原理上却是一致的。光照处理可以使用纹理映射的方法实现,而且这种方式能更方便地将纹理映射、光照处理以及基于干扰函数的凸凹映射以纹理融合的方式合并为一次纹理映射,从而能加快计算速度。文中提出一种纹理映射与光照模型综合处理方法,该方法在不使用任何图形支持库下,而用软引擎实现真实感三维地貌显示系统,取得了理想的效果。     

多面体表示技术及在程序性能优化中的应用

多面体表示技术提供一种统一化的方式来表示程序变换和程序变换组合,有利于最优程序变换的搜索。论文首先介绍并评价了几种典型的多面体表示方法,并详细介绍了Cohen提出的多面体表示模型;同时,对多面体表示在程序性能优化尤其是迭代编译中的应用进行了介绍和评价;最后,对多面体表示技术在迭代编译领域今后的发展方向做出了展望。