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随着半导体工艺技术的发展,电路设计的集成度不断提升,芯片的规模越来越大,工作频率也越来越高,片上网络作为一种全新的集成电路体系结构可以解决基于总线设计的片上系统带来的诸多问题。其中路由算法作为NoC的一项关键技术受到了各研究机构的广泛关注以及深入研究,由于路由算法在很大程度上决定了分组的端到端时延以及整个网络的吞吐,这也直接影响到了NoC的整体性能,所以如何基于简单的格型拓扑设计出具有优良时延和吞吐性能的路由算法是本文的研究重点。
本文首先对NoC的产生背景、体系结构、关键技术做了简要的介绍,并针对国内外的研究现状进行了总结;详细介绍了路由算法的分类、死锁、活锁及饥饿的概念,并列举了典型的路由算法;接下来依照不同标准对路由算法的实现进行了分类,结合算法的硬件实现,描述了几种分类各自的优缺点,并对常用于格型Mesh的XY维序路由算法的不同实现方式进行分类对其路由计算模块进行设计,通过ISE软件验证了输出端口的计算功能,进行了资源消耗的评估。在此基础之上,本文借鉴了Partial Interconnection of Mesh Networks格型拓扑结构的优势,结合虚拟网络的概念,设计了一种对角虚拟网络DVN路由算法。最后利用OPNET仿真软件对分组的路由过程进行仿真,对DVN路由算法和cross-routing路由算法以及用于Mesh的XY维序路由算法在不同流量模式下进行了仿真对比,针对端到端时延和吞吐性能进行了评估。结果表明DVN路由算法可以降低端到端的时延并且提高吞吐,从而提升网络的整体性能。