第一部分 片上网络介绍 2
第1章 以通信为中心的设计 2
1.1以通信为中心的设计概念 2
1.1.1多处理器Soc 2
1.1.2传统的片上通信方案 3
1.1.3 NoC的出现 3
1.2 NoC概念 3
1.3 NoC的分层 4
1.3.1物理层 4
1.3.2网络层 4
1.3.3应用层 5
1.4动机和贡献 5
1.4.1动机 5
1.4.2贡献 6
1.5本书章节组织结构 7
参考文献 7
第2章 预备知识 10
2.1背景知识 10
2.2传统NoC体系结构 10
2.3传统路由器体系结构 11
2.4流控机制 12
2.4.1包缓冲流控 12
2.4.2基于虫洞流控的路由器 13
2.4.3基于虚通道流控的路由器 13
2.5路由和仲裁技术 14
2.5.1问题分解 14
2.5.2当前技术发展水平 15
2.6服务质量控制 16
2.6.1面向连接方法 16
2.6.2无连接方法 16
2.7可靠性设计 17
2.7.1 NoC的故障类型 17
2.7.2 NoC的可靠性设计 17
2.8能量感知任务调度 18
参考文献 19
第二部分 片上网络设计方法探究 24
第3章 高性能NoC路由技术 24
3.1 NoC路由基础知识 24
3.1.1 NoC路由特性 24
3.1.2死锁和活锁问题 25
3.1.3 NoC中无死锁路由方法 25
3.2基于转向模型的路由基础知识 26
3.2.1奇偶转向模型 26
3.2.2奇偶转向模型路由算法，ROUTE 26
3.2.3提出转向模型路由方法的动机 27
3.3转向模型全自适应路由 28
3.3.1转向禁令解除 28
3.3.2路径禁令解除 29
3.3.3无死锁和无活锁 30
3.3.4故障容错优点 31
3.3.5性能评估 32
3.4小结 35
参考文献 35
第4章 NoC可靠性中性能和能量均衡技术 37
4.1 NoC的可靠性 37
4.2 NoC可靠性技术 38
4.3故障模型 39
4.4 NoC的能耗 40
4.4.1能量度量推导 40
4.4.2重传缓冲器的影响 41
4.4.3每个有用位能量的重新计算 42
4.5实验结果 42
4.5.1实验建立 42
4.5.2用于实验的差错控制编码 43
4.5.3结果分析 44
4.6小结 48
参考文献 48
第5章 NoC DVS系统的能量感知任务调度 50
5.1问题陈述 50
5.1.1应用和体系结构定义 50
5.1.2广义能量感知任务调度问题 51
5.1.3动态电压调节（DVS） 52
5.2启发性例子 53
5.3算法解决方案 55
5.3.1任务优先权排序 56
5.3.2任务分配 56
5.3.3功率优化 57
5.3.4重调度建立 60
5.4实验结果 61
5.5小结 63
参考文献 63
第三部分 个案研究：双向NoC（BiNoC）体系结构 66
第6章 双向NoC体系结构 66
6.1问题描述 66
6.1.1启发性例子 66
6.1.2通道带宽利用率 67
6.2双向通道 69
6.2.1设计需求 69
6.2.2相关工作 69
6.3 BiNoC：双向NoC路由体系结构 70
6.3.1采用虫洞流控的BiNoC路由器 70
6.3.2采用虚通道流控的BiNoC路由器 71
6.3.3重构输入/输出端口 72
6.3.4通道控制模块 72
6.3.5虚通道分配器 73
6.3.6开关分配器 73
6.4双向通道方向控制 74
6.4.1路由器间传输方案 74
6.4.2双向通道路由方向控制 75
6.4.3资源竞争 77
6.4.4包排序 81
6.4.5包传输中断 81
6.5 BiNoC特性 83
6.5.1实验建立 83
6.5.2合成流量分析 84
6.5.3实际应用实验 91
6.5.4面积和功耗的实现细节 92
6.5.5实现开销 95
6.6小结 99
参考文献 99
第7章 BiNoC的服务质量 102
7.1 NoC的QoS控制 102
7.2 NoC典型的无连接QoS机制 102
7.3启发性例子 103
7.4 BiNoC路由器的QoS设计 104
7.4.1优先VC管理和路由器间仲裁 104
7.4.2优先权排序的无死锁路由约束 105
7.5路由器间传输方案 105
7.6 BiNoC通道方向受控的QoS设计 107
7.6.1高优先级有限状态机的操作 108
7.6.2低优先级有限状态机的操作 109
7.7性能评估 109
7.7.1 BiNoC_QoS和BiNoC_4VC的比较 110
7.7.2 BiNoC_QoS和NoC_QoS的比较 111
7.7.3优先路由分析 112
7.7.4消耗率分析 113
7.7.5 GS和BE通信流的比较 113
7.8小结 115
参考文献 116
第8章 BiNoC中的故障容错 117
8.1问题和动机 117
8.2故障容错基础知识 117
8.2.1 NoC中的故障类型 118
8.2.2 NoC中的故障容错 118
8.2.3 NoC中的双向通道 118
8.2.4当前的故障容错方案问题 118
8.2.5我们提出的技术方法 119
8.3双向故障容错NoC体系结构 119
8.3.1双向通道 120
8.3.2双向路由器体系结构 120
8.3.3通道方向变化握手协议 121
8.3.4故障容错控制步骤 121
8.3.5路由器间死锁和解决方法 122
8.3.6失效率改进 123
8.3.7可靠性提高 123
8.4实验结果 124
8.4.1合成流量实验 124
8.4.2真实流量实验 126
8.4.3开销分析 127
8.5小结 127
参考文献 127
第9章 BiNoC能量感知应用映射 129
9.1引言 129
9.1.1任务和通信调度 129
9.1.2 BiNoC体系结构通信模型 130
9.2启发性例子 131
9.3 BiNoC的任务和通信调度 132
9.3.1 BiNoC中的通信模型和流量 132
9.3.2性能改进方法 135
9.3.3自学习和滤网框架 138
9.4功耗优化方案 139
9.4.1粗粒度功耗优化 140
9.4.2细粒度功耗优化 140
9.4.3有效功耗调度 141
9.5实验结果 142
9.6小结 143
参考文献 144
第10章 总结 145
附录A仿真环境 146
附录B性能度量 148
参考文献 148