基于可重构容错路由的片上网络负载均衡

李洋，吕瑞

（长春理工大学　电子信息工程学院，长春　130022）

基于可重构容错路由的片上网络负载均衡

李洋，吕瑞

（长春理工大学电子信息工程学院，长春130022）

基于内建自测技术，通过判断故障节点信息，提出了一种片上网络可重构容错路由优化算法。算法根据故障节点的位置在网络中设立判断点和有效转向点，以减少在重构环路上的负载，在完成路由容错优化的同时实现了负载均衡。在OPNET仿真平台上，采用均匀流量模式，对比了该算法与RRA算法在两种2D-mesh网络中的性能，实验结果表明，提出算法在平均时延和吞吐率方面具有显著优势，并且与5×5网络相比，7×7规模的NoC中随着网络注入率的增加延时优化愈加明显。

片上网络；可重构；容错路由；负载均衡

为了适应通信复杂度的需求，片上网络（Network-on-Chip，NoC）成为当前片上多核的标准通信架构。在数据传输的过程中，一旦网络芯片存在局部故障，与之相连的通信节点周围链路就会失效，无法完成源节点与目的节点的有效通信［1-3］。为了确保数据传输的QoS，片上网络容错路由算法已成为当前片上网络的研究热点［4］。文献［5］提出了一种基于内建自测（Built In Self Test，BIST）机制的分布式可重构容错路由算法（Reconfigurable Routing Algorithm，RRA），它的设计思想是在无障碍区域采用XY路由方式，在障碍区域通过重构环路选用基于Turn Model模型的特定绕行路径进行分组传输。本文以容错路由算法为切入点，基于BIST机制，对2D Mesh片上网络的容错路由算法进行改进和优化。

1　故障节点模型

对于2D Mesh拓扑结构，单一的NoC故障节点通常被划分为三种情况，如图1所示的6×6网格中，故障节点分别处于Mesh结构的内部、边缘以及顶端，用F表示。……