MAX2181應用汽車FM的低噪聲放大器（一）

　　NoC的各同步單元在遵守通信協(xié)議的前提下協(xié)同工作，如有NoC系統(tǒng)有擴展的需要，只需增加一個系統(tǒng)中已經(jīng)存在的通信開關(guān)的副本，同時設計一個通信接口，把擴展的功能單元集成到NoC的網(wǎng)絡拓撲中就可完成。NoC有可復用可擴展的通信機制，同時改用全局異步局部同（Glo bal Asynohronized Local Synchronized，GALS）方式工作，沒有全局的控制信號的干預，所以NoC的可擴展性好。

　　衡量NoC性能的主要指標就是通信帶寬。NoC采用全局異步局部同步的通信方式，雖然得到了一些好處，但缺點也明顯，例如實時通信帶寬不能達理想高度。但從整個NoC的平均通信帶寬上看，全局的平均通信帶寬比基于總線方式的平均通信帶寬高。總之隨著工藝集成度的逐漸提高，NoC在解決全局時鐘同步問題、深亞微米效應、擴展性和設計與生產(chǎn)之間的鴻溝上都優(yōu)于傳統(tǒng)設計方法。

　　2 NoC的拓撲結(jié)構(gòu)

　　拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)心的是節(jié)點的布局和互連。NoC拓撲結(jié)構(gòu)的選擇對系統(tǒng)性能和芯片面積有明顯的影響。NoC可根據(jù)應用的需要采用不同的拓撲結(jié)構(gòu)，可分為規(guī)則結(jié)構(gòu)、非規(guī)則結(jié)構(gòu)等。相對于規(guī)則拓撲結(jié)構(gòu)，不規(guī)則拓撲結(jié)構(gòu)可以提高性能、降低功耗、減小面積，但同時產(chǎn)生版圖設計、不均勻的線長等設計問題。拓撲結(jié)構(gòu)的衡量標準通常是以理論上影響路由成本和性能為基礎(chǔ)，除了要考慮普通網(wǎng)絡中所關(guān)心的節(jié)點數(shù)量、邊的數(shù)量、網(wǎng)絡維度、網(wǎng)絡直徑、平均距離、對分寬度之外，還要考慮通信模式的嵌入屬性，例如消息吞吐量、傳輸延遲、功耗、芯片而積等。

圖1是簡單的NoC拓撲結(jié)構(gòu)，拓撲結(jié)構(gòu)體現(xiàn)NoC中通訊節(jié)點在芯片中的分布和連接。由于系統(tǒng)需求、節(jié)點模塊的尺寸和位置不同，需要不同類型的拓撲結(jié)構(gòu)，有很多種可供選擇的拓撲結(jié)構(gòu)。良好的拓撲結(jié)構(gòu)必須考慮以下因素：路由節(jié)點與處理器節(jié)點或者路由節(jié)點之間的通信帶有明顯的局部性特征；NoC中資源節(jié)點的物理尺寸與通訊節(jié)點的物理尺寸相互影響；NoC使用物理連線作為通信信道，因此節(jié)點之間的連接不能太復雜，且要具有易擴展性。

　　片上網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)常用的為直接型結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡中每個節(jié)點與相鄰節(jié)點之間以點對點方式或直接互聯(lián)的方式連接，如網(wǎng)格（Mesh）結(jié)構(gòu)，Mesh結(jié)構(gòu)足規(guī)則的NoC拓撲結(jié)構(gòu)，具備硬件實現(xiàn)簡單、網(wǎng)絡擴展性好等優(yōu)點，因此做為NoC以最為常用拓撲結(jié)構(gòu)。包括了規(guī)則的Mesh結(jié)構(gòu)、不規(guī)則的Mesh結(jié)構(gòu)、多層Mesh結(jié)構(gòu)、稀疏的Mesh結(jié)構(gòu)，二維環(huán)狀Mesh結(jié)構(gòu)，還有胖樹結(jié)構(gòu)、八角形網(wǎng)絡等。圖2所示為采用二維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的片上網(wǎng)絡，這是較常用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該二維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由資源單元和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)包括交換單元、通信通道和資源與網(wǎng)絡的接口，資源單元由嵌入式系統(tǒng)或者存儲器系統(tǒng)構(gòu)成。圖中S表示交換單元，P與C分別表示處理器單元與緩沖存儲器，D表示DSP單元，re表示可配置單元，如FPGA單元。mi表示資源與網(wǎng)絡的接口，M表示存儲單元。圖中每一個方形區(qū)域（Region）用于映射不同結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，例如處理器子系統(tǒng)和存儲器子系統(tǒng)合成的區(qū)域，區(qū)域的規(guī)模可以大于一般的資源單元，但區(qū)域與片上網(wǎng)絡其他部分的互連需要通過交換單元進行。

　　法國Pierre et Marie Curie大學的Pierre Guerrier等人在2000年提出了稱為胖樹（Fat-tree）結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，如圖3所示。r是通訊節(jié)點，p是資源節(jié)點，其在設計一種可升級、可編程的集成網(wǎng)絡時采用了這種結(jié)構(gòu)。與二維網(wǎng)狀網(wǎng)絡相比，胖樹結(jié)構(gòu)中樹的深度決定了點對點的延遲，兩個資源結(jié)點間的通訊最多需要經(jīng)過3個通訊結(jié)點。

　　與此同時，F(xiàn)．Karim等人在設計網(wǎng)絡處理器時提出了八角形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，如圖4所示。類似于胖樹網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡中兩個資源結(jié)點間的點對點的延遲取決于源點與終點的相對位置。任意兩個資源結(jié)點間的通訊最多需要通過兩個內(nèi)部連線。