第1章 绪论 1
1.1研究背景 2
1.1.1众核时代的到来 2
1.1.2片上网络的提出 3
1.1.3众核结构Cache一致性协议 5
1.2国内外研究现状 8
1.2.1国外研究现状 8
1.2.2国内研究现状 12
1.3研究目标和研究意义 14
1.4研究内容和创新点 16
1.4.1主要研究内容 16
1.4.2创新点 18
1.5本书组织结构 20
第2章 Cache一致性片上网络 23
2.1片上网络背景知识 23
2.1.1拓扑结构 23
2.1.2路由算法 25
2.1.3流控机制 27
2.1.4路由器微结构和流水线 30
2.2一致性协议对NoC设计的影响 33
2.2.1一致性协议存在的必然性 33
2.2.2一致性协议通信特性 35
2.3模拟环境和性能测试方法学 39
2.3.1 Booksim模拟器 40
2.3.2网络性能测试方法 41
2.3.3 FeS2模拟器 42
2.4本章小结 43
第3章 负载整合模式的路由设计 45
3.1引言 46
3.2相关研究 47
3.3研究动机 48
3.3.1局部自适应算法的局限性 49
3.3.2应用程序内部的干扰 49
3.3.3应用程序之间的干扰 50
3.4面向负载整合的自适应路由 53
3.4.1拥塞信息传播网络 53
3.4.2 DBAR路由器微结构 55
3.5实验评估 58
3.5.1单区域性能 59
3.5.2多区域性能 62
3.5.3 Concentrated Mesh性能 66
3.6硬件开销讨论 68
3.6.1连线资源 68
3.6.2路由器开销 68
3.6.3功耗和能量延迟积 69
3.7进一步讨论 70
3.7.1拥塞信息传播网络带宽 70
3.7.2 DBAR的可扩展性 70
3.7.3拥塞信息传播延迟 70
3.8本章小结 71
第4章 完全自适应路由的流控设计 73
4.1引言 74
4.2相关研究 76
4.2.1死锁避免理论 76
4.2.2完全自适应路由算法设计 77
4.3研究动机 77
4.3.1虚通道分配策略 77
4.3.2路由灵活性 79
4.4基于WPF的完全自适应路由 80
4.4.1全报文发送 81
4.4.2完全自适应路由算法 83
4.4.3路由器微结构 84
4.5实验评估 85
4.5.1合成流量模式结果 87
4.5.2 PARSEC测试集结果 89
4.6敏感性分析 90
4.6.1单切片报文比例 90
4.6.2虚通道深度 91
4.6.3虚通道数目 92
4.6.4网络规模 93
4.7进一步讨论 93
4.7.1报文长度和虚通道深度 93
4.7.2 DAMQ和混合流控机制 94
4.8本章小结 94
第5章 Torus片上网络的流控设计 97
5.1引言 98
5.2传统设计的局限 99
5.2.1 Dateline 100
5.2.2本地气泡策略 100
5.2.3关键气泡策略 101
5.2.4处理变长报文的低效性 101
5.3切片气泡流控机制 102
5.3.1理论描述 102
5.3.2本地切片气泡策略 104
5.3.3关键切片气泡策略 105
5.3.4饿死现象 106
5.4路由器流水线和微结构 107
5.4.1 FBFC路由器 107
5.4.2 VCT路由器 108
5.5实验方法 109
5.6一维torus网络性能测评 111
5.6.1性能 111
5.6.2缓存利用率 112
5.6.3短报文和长报文的传输延迟 113
5.7二维torus网络性能测评 114
5.7.1 4×4 torus网络性能 114
5.7.2单切片比例敏感性分析 116
5.7.3缓存数量敏感性分析 117
5.7.4 8×8 torus可扩展性分析 118
5.7.5饿死现象对性能的影响 119
5.7.6 PARSEC测试集实验结果 121
5.7.7 FBFC硬件开销 122
5.8进一步讨论 123
5.9相关研究 123
5.10本章小结 124
第6章 归约和多播通信的路由设计 125
6.1引言 126
6.2归约消息组合框架 128
6.2.1消息组合表格式 129
6.2.2消息组合实例 130
6.2.3消息组合表项不足 131
6.3均衡自适应多播路由算法 132
6.4路由器流水线和微结构 134
6.5实验评估 135
6.5.1性能 137
6.5.2多播虚拟网络性能 140
6.5.3消息组合表大小 142
6.5.4敏感性分析 143
6.6功耗和能量延迟积分析 146
6.7相关研究 147
6.7.1消息组合 147
6.7.2片上网络多播路由算法 148
6.8本章小结 148
第7章 结束语 149
7.1工作总结 149
7.2研究展望 151
参考文献 153