多核系统中NoC通讯架构的关键技术.doc
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1、多核系统中NoC通讯架构的关键技术摘要:多核处理器已经成为处理器的主流,并发展成为各种通信与媒体应用的主流处理平台。通讯结构是多核系统中的核心技术之一,核间通信的效率是影响多核处理器性能的重要指标。目前有3种主要的通讯架构:总线系统结构、交叉开关网络和片上网络。总线结构设计相对方便、硬件消耗较少、成本较低;交叉开关是适合用于构建大容量系统的交换网络结构;而片上网络是更高层次、更大规模的片上网络系统,目前可以解决多核体系结构问题,是多核系统最有前途的解决方案之一。文中在分析了NoC结构的基本原理、系统结构和功能的同时,也提供了部分单元的设计实现。关键词:多核处理器;核间通信;总线结构;交叉开关;
2、片上网络在处理器的发展中,提高处理器主频的实现愈加困难,市场上难以看到芯片主频率高于4 CHz的传统单处理器。以Intel、AMD公司为代表,依靠不断提高处理器频率提升系统性能的时代即将成为过去。究其原因有3点:首先仅依靠提升主频难以大幅度提升CPU的性能,从而减缓了消费者对高频CPU的热衷;其次当CPU主频达到2 GHz以上时,处理器功耗也达到了近100 W,这是目前风冷散热技术的极限;第三,在嵌入式产品领域,传统的单核处理器结构,不能满足呈几何级数增长的计算规模的需求。单核模式下,利用局部性能提升整体性能的发展越来越慢,而基于多核的线程级并行技术却为性能提高提供了动力,为达到更高的处理效能
3、,多核处理器体系结构应运而生。多核处理器是一个芯片内含有两个或两个以上的执行内核。多核处理器在进行体系结构的技术研究时,比单核处理器,要面临更多的挑战,诸如核间通讯、存储器体系、低功耗、软硬件协调等。如何实现多核内核之间相互协作和通信,确保提高处理速度、提高芯片处理器性能,是核间通讯结构研究的主要内容。在多核通讯方式中,目前除继续沿用单核SoC中的总线结构,如AMBA,CoreConnect,Wishbone,OCP,C*BUS等,主要有交叉开关(Crossbar Switch)、片上网络(NoC,Network on-Chip)等结构。其中NoC结构是更高层次、更大规模的片上网络系统,目前可
4、以解决多核体系结构问题,是多核系统有效的解决方案之一。1 NoC解决的问题及其优点随着工艺的进步,产品的性能、面积、功耗以及上市时间的限制,使设计开发的要求越来越高。深亚微米设计带来的问题,使得设计中保证时序收敛更加困难。NoC(Network on-Chip)的出现为深亚微米的SoC带来了持续发展的动力。NoC是更高层次、更大规模的片上系统,是片上的网络系统。NoC技术的核心思想是将计算机网络技术移植到芯片设计中,解决多CPU的体系结构问题。由于网络结构本质就是多CPU系统,因此基于网络的体系结构是多CPU系统最有前途的解决方案之一。片上网络继承了分布式系统与计算机网络的概念,互连结构具有各
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- 关 键 词:
- 多核 系统 NoC 通讯 架构 关键技术
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