多核系統(tǒng)中NoC通訊架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)

蟲孔交換結(jié)構(gòu)的處理過程如下：數(shù)據(jù)包的片段到達蟲孔交換結(jié)構(gòu)，存儲在輸入通道緩存單元中，并進行路由計算。得到路由信息后，數(shù)據(jù)包提出傳輸請求，仲裁器根據(jù)請求進行帶寬資源分配，一旦該數(shù)據(jù)片被允許傳輸，它將被交換到目的端口并投遞出去，直到數(shù)據(jù)包的最后一個片段離開交換節(jié)點。根據(jù)此處理過程，蟲孔交換電路的結(jié)構(gòu)如圖11所示，由緩存單元、路由計算單元、仲裁請求管理單元、交換分配和交換陣列5部分組成。

在VLSI實現(xiàn)中，NoC交換節(jié)點多采用流水結(jié)構(gòu)設(shè)計，一般流水處理結(jié)構(gòu)分為路由計算、通道分配、交換分配、數(shù)據(jù)交換和傳輸?shù)?級。在NoC設(shè)計中，總是希望得到良好的網(wǎng)絡(luò)性能，從交換節(jié)點設(shè)計角度考慮，減少交換結(jié)構(gòu)的流水處理級數(shù)是縮短網(wǎng)絡(luò)延時的有效方法，流水處理級數(shù)越少，數(shù)據(jù)包通過交換節(jié)點的時間就越短。
不同的NoC交換技術(shù)，對應(yīng)著不同的網(wǎng)絡(luò)性能和實現(xiàn)代價，要根據(jù)實際要求進行選擇。

6 片上網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)
為提高片上網(wǎng)絡(luò)的資源單元處理速度，降低通信通路間以及資源單元互連問的通信延遲，片上網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計面臨以下幾方面挑戰(zhàn)：
(1)任務(wù)分配與調(diào)度，片上網(wǎng)絡(luò)將通信任務(wù)分配到合適的處理單元，并且盡量以最佳方式為這些任務(wù)進行排序，此步驟是典型的多處理器系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計步驟。
(2)網(wǎng)絡(luò)分配，包括處理單元映射與路徑分配。處理單元映射對系統(tǒng)功耗起著決定性的影響，路徑分配則是對執(zhí)行性能產(chǎn)生直接影響。
(3)動態(tài)網(wǎng)絡(luò)最佳化路徑分配，對靜態(tài)通信路徑分配時，由于對即時性的要求較低，因此只要對現(xiàn)有的最短路徑進行確認即可。但對于片上網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)通信而言，需要將計算機網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法進行調(diào)整，應(yīng)用到片上網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中。

7 結(jié)束語
NoC通訊方式是目前多核系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)中研究最為廣泛的結(jié)構(gòu)，也使得NoC成為當前研究熱點，部分大學(xué)、研究所以及工業(yè)界的研究單位正積極從事NoC研究工作，但是NoC依然面臨著許多技術(shù)挑戰(zhàn)。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實際要求，選擇合適的拓撲結(jié)構(gòu)和交換技術(shù)，避免一味追求最新的技術(shù)而帶來其他的問題。