基于SystemC的片上网络仿真实验研究

任胜兵,潘震宇,卢 念,张万利

(1.中南大学 软件学院,湖南 长沙 410075;2.中南大学 信息科学与工程学院,湖南 长沙 410083)

0 概述

芯片制造工艺飞速发展,芯片上元件的集成度也越来越高,片上系统SoC的结构日益复杂。为了获得更高性能的SoC,采用点到点专用的或分布式的片上网络NoC(Network on Chip)成为可替代片上共享总线系统的新型解决方案。

在嵌入式系统多核课题中,目前NoC技术成为解决SoC互联问题的研究热点,关于NoC的研究主要集中在任务映射和路由器等[1]。软件模拟和综合成硬件是NoC领域主流的分析方法[2]。考虑到教学实验和创新研究的通用性和灵活性等特点,综合定制芯片原型无助于由浅入深地理解NoC的体系结构,且因其特性固定故不适合进行灵活地实验,再者原型实际测量工作很复杂,教学实验并不适合采用综合芯片原型的方法。软件建模和模拟方法对于设计流程、模块集成和NoC概念的验证相当重要。在设计NoC时,有一个具备分析处理单元、片上互联等性能参数的仿真实验平台,对研究NoC的实验教学以及创新设计有重要意义。

本文以NIRGAM[3]模拟器作为NoC仿真实验平台,因其开源、文档丰富、支持完善和程序稳定可靠等优点,且基于SystemC开发便于未来进行软硬件协同设计和验证。

1 NoC的架构分析

本文所研究的NoC体系结构通常由路由节点、网络接口以及处理单元三种基本要素构成[5],如图1所示。

图1 NoC基本结构

1)路由节点实际上相当于计算机网络中的交换机,它的功能是保障数据能够成功地到达目的地。……