多处理器片上网络互连阵列尺寸的开发方法

文档序号:8319123阅读:172来源:国知局
多处理器片上网络互连阵列尺寸的开发方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及多核处理器及片上系统、片上多核互联网络;具体讲,涉及多处理器片 上网络互连阵列尺寸的开发方法。 技术背景
[0002] 随着深亚微米CMOS工艺技术的发展,片上系统SoC所实现的功能也日益复杂,越 来越多的IP和处理器被集成在一个SoC芯片上,称之为多处理器片上系统MPSoC。在未来 的MPSoC发展中,片上互连将对系统性能和功耗起主导性作用。随着MPSoC规模的日益增 大,传统总线互连方式已成为片上系统性能提升的瓶颈。片上网络NoC为MPSoC提供了一种 灵活、高效、低功耗且可扩展性强的片上通信的基础架构。NoC将每一个IP与路由器连接, 而不同的路由器之间则通过网络式的架构连接在一起,进而实现高带宽低功耗的全新互连 模式,从而使MPSoC系统的性能得到大幅度的提升。
[0003] 在针对于某一特定应用的多处理器系统设计中,如何构建片上网络互连系统是其 中决定MPSoC系统性能的关键。而对于不同的应用,不同尺寸的网络互连阵列所提供的带 宽、功耗和面积也是不同的。目前,通常的应用都是选择nXn(n为正整数)的规则阵列尺 寸来实现片上网络互连架构,但是这样做往往会造成一些路由资源的浪费。
[0004] 针对某一个特定的应用,在不同的应用场合,设计者所需达到的目的也是不同的。 选择最优的片上网络互连的尺寸则有助于设计者高速低耗地实现所要求的MPSoC系统性 能。在MPSoC系统的FPGA验证平台上,通过对不同片上网络架构尺寸的验证和开发可挑选 出最适合的NoC尺寸,为获得最优化的MpSoC系统奠定基础。

【发明内容】

[0005] 为克服现有技术的不足,提供一种针对图像处理特定应用的MPSoC实现,对片上 网络不同的互连尺寸进行对比和开发,从而找出最适合该应用的NoC阵列尺寸的开发流 程。为此,本发明采取的技术方案是,多处理器片上网络互连阵列尺寸的开发方法,包括两 项输入和一个输出:
[0006] 第一个输入是根据特定图像处理应用所抽象产生的任务图,该任务图为该开发流 程提供所有关于此应用的所有参数,包括:任务结点的个数,任务结点的相互连接关系,不 同任务结点之间的数据通讯量,即两个结点间传输的数据量的大小;
[0007] 第二个输入是所选的片上网络NoC的尺寸XXY,其中X表示该NoC阵列的横向尺 寸,即一行包含多少个路由器;Y代表该NoC阵列的纵向尺寸,即一列包含多少行,总的路由 器的个数就是XXY ;
[0008] 根据这两个输入所提供的参数,根据任务映射算法、路由算法和任务调度法产生 FPGA验证平台的输入NoC任务映射策略,FPGA验证平台根据输入的任务映射策略,将 评估所有任务结点之间数据传输效率:使用数据传输完成所需的时钟周期数来表征传输效 率;根据对比在不同任务映射算法下的FPGA验证平台所得到的数据传输效率和根据动态 功耗计算公式所得到的动态功耗估计值,如公式(1)所示,设计者可根据自己的需要对比 选择其中最适合的任务映射方案,从而得到最优化的该应用的NoC互连设计;
【主权项】
1. 一种多处理器片上网络互连阵列尺寸的开发方法,其特征是,包括两项输入和一个 输出: 第一个输入是根据特定图像处理应用所抽象产生的任务图,该任务图为该开发流程提 供所有关于此应用的所有参数,包括:任务结点的个数,任务结点的相互连接关系,不同任 务结点之间的数据通讯量,即两个结点间传输的数据量的大小; 第二个输入是所选的片上网络NoC的尺寸XXY,其中X表示该NoC阵列的横向尺寸,即 一行包含多少个路由器;Y代表该NoC阵列的纵向尺寸,即一列包含多少行,总的路由器的 个数就是XXY ; 根据这两个输入所提供的参数,根据任务映射算法,路由算法和任务调度算法便可产 生FPGA验证平台的输入NoC任务映射策略,FPGA验证平台根据输入的任务映射策略, 将评估所有任务结点之间数据传输效率:使用数据传输完成所需的时钟周期数来表征传输 效率;根据对比在不同任务映射算法下的FPGA验证平台所得到的数据传输效率和根据动 态功耗计算公式所得到的动态功耗估计值,如公式(1)所示,设计者可根据自己的需要对 比选择其中最适合的任务映射方案,从而得到最优化的该应用的NoC互连设计;
其中,传输数据量是指在两个任务结点之间所需要传输的数据量,用比特/秒来表示; 路由器的距离是指这两个任务结点所映射的路由器之间的最短距离,两个左右或上下相邻 的路由器之间的距离为1单位距离,对角位置的路由器之间的距离为2单位距离,以此类 推; 一个输出就是所得到的针对特定应用的任务映射方案,即之前得到的最优化的NoC互 连设计。
2. 如权利要求1所述的多处理器片上网络互连阵列尺寸的开发方法,其特征是,任务 映射算法为分支界定算法,遗传算法,禁忌搜索算法,蚁群算法等众多算法中的任意一种。
3. 如权利要求1所述的多处理器片上网络互连阵列尺寸的开发方法,其特征是,路由 算法为XY路由算法,西向优先west-first路由算法,北向最后North-last路由算法和奇 偶odd-even路由算法等众多算法中的任意一种。
4. 如权利要求1所述的多处理器片上网络互连阵列尺寸的开发方法,其特征是,任务 调度法为流水线时序调度,电压选择调度和功耗管理技术等技术中的任意一种或几种。
【专利摘要】本发明涉及多核处理器及片上系统、片上多核互联网络,为提供一种针对图像处理特定应用的MPSoC实现,对片上网络不同的互连尺寸进行对比和开发,从而找出最适合该应用的NoC阵列尺寸的开发流程。为此,本发明采取的技术方案是,多处理器片上网络互连阵列尺寸的开发方法,包括两项输入和一个输出:第一个输入是根据特定图像处理应用所抽象产生的任务图;第二个输入是所选的片上网络NoC的尺寸X×Y;一个输出就是所得到的针对特定应用的任务映射方案,即之前得到的最优化的NoC互连设计。本发明主要应用于多核处理器设计制造。
【IPC分类】G06F15-173
【公开号】CN104636311
【申请号】CN201510091185
【发明人】姚素英, 庞科, 史再峰, 徐江涛, 李斌桥, 李钊
【申请人】天津大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月28日
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