隨著信息技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,集成在多核處理器上的IP核(知識(shí)產(chǎn)權(quán)核)數(shù)量顯著增長(zhǎng),整體通信的數(shù)據(jù)量越來越大,對(duì)通信鏈路的帶寬和時(shí)延性能提出了更高的要求。傳統(tǒng)的基于總線型的片上系統(tǒng)在通信量不斷上升的情況下,信號(hào)時(shí)延和功耗急劇增大,多個(gè)IP核對(duì)通信資源的競(jìng)爭(zhēng)頻繁,使其無法滿足多核處理系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的通信需求。近年來在硅基納米光子學(xué)技術(shù)上的突破使得在片上系統(tǒng)中部署光通信成為可能。光鏈接具有高帶寬、低時(shí)延、低功耗等特點(diǎn),一旦光路建好后,數(shù)據(jù)的端到端的傳輸不再需要消耗能量。這使得片上光網(wǎng)絡(luò)(Optical Network on Chip,ONoC)得到了許多研究的關(guān)注。未來多核系統(tǒng)的性能提升很大程度上取決于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性能,本文主要研究片上光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),包括拓?fù)湓O(shè)計(jì),路由與資源協(xié)議,沖突控制等。論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)總結(jié)如下:(1)基于嵌套環(huán)的多片片上光網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)隨著片上系統(tǒng)中集成的IP核數(shù)進(jìn)一步上升,片上系統(tǒng)的可擴(kuò)展性將受到單個(gè)芯片制良率和功耗密度的限制。而多片片上光網(wǎng)絡(luò)可以緩解這些問題。本文基于多片架構(gòu)提出了一種新穎的基于嵌套環(huán)的多片片上光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)NRO。該架構(gòu)包括片間和片內(nèi)網(wǎng)絡(luò),針對(duì)片內(nèi)網(wǎng)絡(luò)本文...

【文章頁(yè)數(shù)】：118 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 片上光網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)
        1.1.2 有源片上光網(wǎng)絡(luò)的研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 光互聯(lián)結(jié)構(gòu)介紹
    1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 論文結(jié)構(gòu)
    參考文獻(xiàn)
第二章 片上光互連器件及仿真技術(shù)進(jìn)展
    2.1 硅基光子器件
        2.1.1 光源
        2.1.2 波導(dǎo)
        2.1.3 耦合器
        2.1.4 基于微環(huán)諧振器的硅基光子器件
    2.2 3D集成技術(shù)
    2.3 片上光網(wǎng)絡(luò)仿真器介紹
        2.3.1 OMNeT++仿真平臺(tái)
        2.3.2 PhoenixSim仿真器
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 基于嵌套環(huán)的多片片上光網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)
    3.1 相關(guān)研究
        3.1.1 無阻塞光路由器結(jié)構(gòu)
    3.2 基于嵌套環(huán)的多片片上光網(wǎng)絡(luò)
        3.2.1 NRO拓?fù)浣榻B
        3.2.2 傳輸距離與光資源對(duì)比
        3.2.3 NRO拓?fù)湓O(shè)計(jì)原則
    3.3 NRO中的光路由器結(jié)構(gòu)
    3.4 1000核片上光網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋬?yōu)化
        3.4.1 策略性的增加光鏈路
        3.4.2 為1000核網(wǎng)絡(luò)確定拓?fù)鋮?shù)
    3.5 仿真與結(jié)果分析
        3.5.1 仿真平臺(tái)的搭建與參數(shù)設(shè)置
        3.5.2 吞吐量
        3.5.3 端到端時(shí)延
        3.5.4 功耗效率
    3.6 本章總結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 片上光網(wǎng)絡(luò)中的控制策略
    4.1 相關(guān)研究
        4.1.1 電控片上光網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制
        4.1.2 光控片上光網(wǎng)絡(luò)中控制機(jī)制
    4.2 NRO的路由算法與控制
    4.3 LSNRO中的綜合控制策略
        4.3.1 資源分配方案
        4.3.2 資源規(guī)劃方案
    4.4 沖突管理方案
    4.5 仿真與結(jié)果分析
        4.5.1 報(bào)文沖突性能
        4.5.2 時(shí)延性能
        4.5.3 吞吐量
    4.6 本章總結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 通信模式自適應(yīng)的可重構(gòu)片上光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與控制機(jī)制
    5.1 相關(guān)研究
        5.1.1 Firefly拓?fù)浜屯ㄐ艡C(jī)制
        5.1.2 Torus中5端口光路由器
    5.2 TFONoC結(jié)構(gòu)介紹
        5.2.1 Torus子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與控制
        5.2.2 Firefly子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與控制
    5.3 重構(gòu)的實(shí)現(xiàn)
    5.4 重構(gòu)控制與算法
    5.5 仿真與結(jié)果分析
        5.5.1 時(shí)延性能分析
        5.5.2 吞吐量性能分析
    5.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 研究工作展望
致謝
攻讀博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：4051039