片上网络拥塞感知算法研究

才华，杨勇，李洋

（长春理工大学，长春 130022）

半导体技术的发展使一块芯片上集成了越来越多的功能，可以在一片芯片上实现系统级功能，形成片上系统。但是，随着深亚微米技术的发展，芯片内互联延时、信号线上码间干扰、芯片功耗和散热问题等日益严重。片上网络技术（Network on Chip NoC）［1］作为一种有效的解决问题新方法，日益得到人们的重视，通过基于互联的分布式处理，提高了处理性能，同时降低了现在集中式处理。

1 片上网络

片上网络改变了以往数字系统基于总线结构和全局时钟树的设计模式，采用片内分布式设计，片上网络系统由节点和节点间链路构成网络系统，其中节点除了具有处理器、存储器等具体硬件功能外，还包含一个具有转发功能的路由器。片上网络中的通信数据，以包的形式经过路由器和链路在节点间传递，网络拓扑、路由算法、流量控制是其片上网络体系中关键技术［2］。

1.1 网络拓扑结构

片上网络拓扑结构定义为在NoC网络环境下，链路和节点在物理结构上的组织排列，常用的拓扑结构如图1所示。拓扑结构决定了数据包交换的路径，是路由算法和流控策略得以实现的基础。

在拓扑结构中，每个节点与链路连接的数目，直接影响了片上网络中有效路径数量，路径丰富的拓扑结构，在相同注入率下，可以得到更短的时延，反之，网络容易发生拥塞，致使网络饱和。但是，在设计网络拓扑时，除了考虑网络性能外，还需要考虑实际制造的成本，尤其是片上互联线的密度和长度，以及由此带来的功耗和面积等问题。……