基于门控时钟的片上网络路由单元低功耗设计

NoC（Network-on-Chip）已经逐渐代替片上总线互连,成为片上系统的解决方案,然而迅速增长的功耗将阻碍NoC的性能与发展.从NoC的核心部件路由单元入手,在研究了二维Mesh下片上网络路由单元的结构和门控时钟技术的基础上,对路由单元功耗最集中的输入端口采用了模块级门控时钟技术进行低功耗设计,通过利用软件判断控制门控使能信号来实现受控端口时钟的通断.在ModelSim SE PLUS 6.0环境下进行路由单元功能仿真,并通过Synopsys公司的Design Compiler工具给出综合结果,路由单元工作频率200MHz,动态功耗51.0457mW,降低了11.38%.     

片上网络路由算法的性能研究

在Turn Model模型的基础上,分析基于2DMesh结构的路由算法的性能.通过片上网络（NoC）模拟仿真实验平台NIRGAM,仿真路由算法在片上网络的延时性能.通过对路由算法影响功耗的综合分析,提出XY-YX路由算法是延时和低功耗性能表现都良好的NoC路由算法.     

一种面向片上网络的多时钟路由器设计

路由器是实现片上网络(Network-on-Chip,NoC)的核心组件.针对NoC不同时钟域间通信问题,以双时钟异步FIFO替代一般路由器中的跨时钟域接口电路,提出了一种适用于二维网格拓扑结构NoC的多时钟路由器结构.采用Verilog语言完成相关设计工作,FPGA综合结果表明该路由器占用资源少,工作频率可达475....     

NoC系统研究综述

片上网络(NoC)是实现片上系统(SoC)互连的一种新的范例,关键是为了解决SoC内部组件之间的通信调度等问题而提出来的,受到了工业界和学术界的广泛重视。NoC研究涉及从系统建模到具体实现流程的一系列问题,本文主要讨论NoC研究中的关键问题、解决方案、当前的研究成果以及展望。     

树拓扑片上网络的低能耗映射

针对树拓扑片上网络(NoC)中通信时延受约束的低能耗映射问题,提出了一种递归的二路划分算法RPM(recursive bipartitioning for mapping)。RPM基于分而治之策略,首先将NoC映射转化为多层次的IP核通信任务图划分问题,并采用带参数的Kernighan-Lin算法实现最小割值划分。实验结果表明,与已有算法相比,RPM可以在较短的时间内获得能耗更低的映射解。通过设置不同的参数,RPM既可以用于生成高质量的优化解,也可用于快速的NoC设计空间探索中。     

改进混合蛙跳优化的片上网络低功耗映射算法

随着片上网络集成度的提高,低功耗映射逐渐成为研究的热点.文中利用调整序思想,将混合蛙跳算法应用到片上网络低功耗映射问题中;同时对混合蛙跳算法进行改进,引入自适应混沌方法优化较差个体,采用多邻域退火策略优化较优个体.实验结果表明,相比于传统混合蛙跳算法和模拟退火混合蛙跳算法,改进混合蛙跳算法具有更优的搜索能力,从而能进一步降低通信功耗.     

CMOS集成电路的功耗分析及低功耗设计技术

综述了CMOS集成电路设计中的功耗问题及其对策,包括功耗分析和面向低功耗的各种设计方法与技术,并提出将来设计高性能低功耗的数字系统时面临的技术挑战。它基本上覆盖了CMOS集成电路低功耗设计领域的研究动态。     

集成电路功耗优化技术综述

数字电路的低功耗设计主要分为动态功耗优化和静态功耗优化两类.对这两类方法分别进行了探讨,介绍了现存的典型算法,分析了目前功耗优化的热点问题,如微处理器设计、动态电源管理和动态电压调整等,指出了当前仍需要解决的问题.     

环形行波振荡器电路模型分析与优化设计

为了提高环形行波振荡器(RTWO)的设计效率,提出一种高效的全局优化方法.系统地分析了电路模型,通过曲线拟合将传输线分布参数和电路性能参数表示成正多项式函数形式,优化问题被归结为一个几何规划(GP)问题,可采用凸优化解法进行高效的全局求解.低功耗优化实验结果表明,与初始设计相比,对于振荡频率为12 GHz的设计,基于几何规划的优化方法最大可降低83.12%的功耗;与已有的低功耗优化方法相比,该方法效率更高,得到的电路功耗更低,振荡信号波形质量更好.     

支持多种流量分布的片上网络性能评估技术研究

首先给出了评估片上网络的性能指标定义及其理论计算公式;接着,通过建立空间上不同流量分布的统一模型和时间上分别符合泊松和自相似分布的流量注入机制,构造了片上网络的流量产生模型.最后,采用了分层逐级抽象的建模方法,搭建了适用于多种流量分布的片上网络性能评估平台,并结合一个具体的NoC实例验证了该平台的正确性.     

自适应混沌遗传退火的片上网络映射

针对带宽和时延约束的低能耗片上网络（NoC）映射问题,提出了一种自适应的混沌遗传退火映射算法. 该算法利用Boltzmann更新机制选择遗传个体,引入自适应混沌方法优化适应度较差个体,采用多邻域的退火策略优化较优个体. 实验结果表明,所提算法有效地避免了早熟收敛,提高了算法收敛速度,与标准遗传算法和混沌遗传算法相比,平均节能分别为45%和226%,有效地降低了NoC系统通信能耗.     

建立在De Bruijn图架构上的三维片上网络设计

提出一种基于De Bruiin图的新型三维片上网络架构方式,利用De Bruijn图直径短、路由简单及容错等特性,实现三维片上网络水平面网络和虚平面网络相结合的分层架构与容错路由算法.利用仿真,在均匀流量和热点流量模型下将谊架构与传统架构进行仿真与性能比较,结果表明,与传统的3D Mesh,XNoTs等架构相比,基于D...     

NoC映射问题中的列举路径分配算法

映射和路径分配是片上网络在编译过程中两个相辅相成的重要步骤,对系统的通信功耗影响很大。该文针对片上网络映射过程中现有路径分配法寻径不充分的问题,提出了一种基于列举的路径分配算法。该算法通过列举各通信流的所有合法路径,对路径的各种组合方式进行充分搜索。同时将路径分配算法应用到禁忌搜索映射算法中,并对映射算法做了改进,以适应路径分配算法。仿真结果表明,基于列举的路径分配算法提高了满足约束的路径被搜索到的概率,优化了映射算法的结果。     

基于WSN的智能用电监测节点的设计

为实现电力需求侧用电信息的智能化监测与管理,基于无线传感器网络技术,设计并实现了面向电力用户侧的智能控制用电监测节点.介绍了基于射频芯片CC2420和MSP430系列单片机,电能计量芯片RN8209G的智能用电监测节点的设计.该节点具有智能开关控制、电能采集、过载保护和能耗管理等功能,对设计的节点进行了硬件测试和组网通信测试实验.实验结果验证了开发的节点可实现用户侧远程用电监测与控制,并具有良好的实时性和准确性.     

一种星簇双环片上网络拓扑结构

随着半导体工艺的不断发展和芯片中所包含的IP核数目的增加,片上系统的互连结构对系统性能和面积具有极大的影响．为了减少节点度、减少链路和重用路由器节点,提出了一种规则的片上互连网络--星簇双环 (Star-Cluster Double-Loop,SCDL(2m))拓扑结构,该拓扑结构具有4m个节点并且每个节点连接3个相邻节点和4个IP核．SCDL(2m)是一种拓扑结构简单、平面的、对称的并且具有良好扩展性的互连网络．SCDL(2m)互连网络节点采用一种新的约翰逊编码方法,使得路由算法简单高效．在不同负载和不同节点数量情况下,对SCDL(2m),Cluster-Ring和Cluster-Mesh网络的平均通讯延迟和平均吞吐量进行了模拟分析,结果表明SCDL(2m)互连网络较好的平衡了网络性能和成本,是一种简单高效的片上互连网络．     

基于时延和能耗的Ad hoc网络路由选择算法

为了减少网络能量消耗,优化网络性能,在网络节点MAC层发射功率可控条件下,提出了一种基于平均分组时延与分组能量消耗乘积最小的路由路径选择算法.该算法根据链路平均分组时延和分组能量消耗情况来进行路由路径选择.仿真表明,该算法可以动态调整网络路由路径,使所选路径的平均分组时延与分组能量消耗乘积达到最小,从而达到减少网络能量消耗及降低网络分组时延目的.     

类电磁优化的片上网络低功耗映射算法

针对基于2D Mesh结构的片上网络功耗优化问题,提出了一种类电磁优化的片上网络低功耗映射算法．该算法采用实数编码机制,将类电磁算法应用于求解离散问题．使用轮盘赌的选择机制进行种群初始化,提高初始化粒子的质量,从而提高算法效率;利用调整序的方法进行局部搜索,提高粒子在局部范围内的精细搜索能力;设计电荷计算公式求解合力,用阈值滤掉作用力甚微的粒子,提高搜索最优解的效率．实验表明:改进类电磁的映射算法与现有的遗传算法、蚁群算法相比,平均节能达20.35％和12.58％,有效地降低了片上网络通信能耗,并且能耗分布更加均匀,算法效率更高．     

基于人工蜂群算法的低能耗高性能NoC映射

针对网格型拓扑网络中心容易产生热点及高能耗问题,通过分析片上网络(NoC)结构,建立低能耗高性能多目标映射模型,提出了基于人工蜂群的IP核映射算法进行多目标求解．该算法通过模拟不同蜜蜂的操作以分别获取低能耗和流量均衡的映射解集,并采用交集选优策略完成最优映射的选取．仿真结果表明,相比现有算法,提出的映射算法不仅可以快速完成IP核到网络节点的映射,而且产生的映射结果在能耗、时延和流量均衡方面具有优势．