三维片上网络芯片关键设计技术研究

项目名称： 三维片上网络芯片关键设计技术研究

项目编号： No.61474087

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 周端

作者单位： 西安电子科技大学

项目金额： 91万元

中文摘要： 本项目将研究3D NOC 的异步路由、高效通信、体系结构建模、全动态路由算法及热TSV 分布等关键科学问题。基于纳米级CMOS 工艺，基于异步电路设计原理和准延时不敏感电路的握手协议，研究异步电路设计方式和全局异步局部同步工作模式对3D NOC 的片上路由器、通信链路以及网络接口的性能影响；研究2D 和3D 片上网络在不同拓扑结构、不同流量类型、不同路由算法、不同交换策略、不同电压频率岛以及不同任务映射情况下对系统功耗的影响，提出相应的握手协议及协议转换模型、数据封装工作模型、电压和频率自动分配模型、任务自动映射模型、仲裁优化模型、链路传输自适应模型等。考虑3D NOC 的面积、通信带宽和温度的约束，应用多级路由技术，粗化划隔3D NOC 的各区域窗口，通过遗传算法等手段把TSV 根据约束分配到粗化网络的每个窗口，获得3D NOC 的热TSV 通孔最优化分配技术。

中文关键词： 三维片上网络；异步路由；体系结构；功耗优化；热分布

英文摘要： The project will study the 3D NOC asynchronous routing,efficient communication, architecture modeling, dynamic routing algorithm and thermal TSV distribution key scientific issues. Based on nanometer CMOS process, asynchronous circuit design principles and quasi-delay insensitive to circuit handshake protocol to study the impact on the performance of the on-chip 3D NOC routers, communication link, and network interface of asynchronous circuit design approach and globally asynchronous locally synchronous work mode different topology, different types of traffic, different routing algorithms, different switching strategies, different voltage frequency island as well as the different tasks mapping case; study 2D and 3D network on chip system power consumption, the corresponding handshake protocol and protocol conversion model data package working model, automatic voltage and frequency allocation model, the task of automatically mapping model the arbitration optimization model, the link transmission adaptive model. Consider the area of 3D NOC, communication bandwidth and temperature constraints, multi-level routing technology the coarsening program every 3D NOC area window, TSV coarsening network constraints assigned to each window by means of genetic algorithms to obtain 3D NOC thermal TSV through holes optimal allocation techniques.

英文关键词： three-dimensional network-on-chip;asynchronous;architecture;power optimization;Heat distribution