面向多核处理器应用的三维电感耦合互连通道模型及其3DNoC结构研究 / 邹雪城教授

2020-07-17 13:24:38

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本项目基于电感耦合无线互连技术,以提高多核处理器系统存储带宽,缓解"存储墙"为目的,将首先建立准确的三维电感耦合互连通道模型,并搭建验证平台;然后基于此通道模型,深入研究适合电感耦合互连技术的3D NoC体系结构,拟提出一种新颖的混合型3D NoC网络结构:片间垂直网络拟采用环网结构,片上水平网络拟实现一种具有广播和置换功能的BP-Mesh 网络结构,在获得高效片上通信的同时,便于进行灵活扩展;最后基于该3D NoC网络结构,深入研究相应的通信机制及其低功耗休眠策略和垂直气泡流控法,在系统性能、可靠性和功耗开销之间实现平衡,充分发挥电感耦合互连技术所具有的工艺兼容、成本低、通信速度快、总线位宽大、扩展灵活等优势。本项目将在基于电感耦合无线互连的通道模型、3D NoC网络结构等核心技术方面取得突破,形成相关的创新技术体系,为我国高效能多核处理器系统的研制,奠定坚实的理论和技术基础。

本项目的特色与创新之处;

(1) 电感耦合互连通道模型:该模型不但能准确反映出片上电感的基本物理参数如:串联电感Ls、串联电阻Rs和并联电容Cp等外,还考虑了通道内层间寄生电容等参数以及邻通道的干扰,能准确的为三维芯片的NoC及其相应的电路设计提供

科学依据。

(2) 基于BP-Mesh的混合型3D NoC结构:片间垂直网络实现环状结构并设计了低功耗休眠策略和垂直气泡流控算法,具有很高的网络带宽,可扩展性好,有效降低了网络的功耗,适合电感耦合多层互连;片上水平网络则采用一种新颖的具有广播和臵换功能BP-Mesh互连结构,不仅适合不同应用对并行通信的要求,同时也大大提高了片上高性能计算单元PE的可扩展性;

(3) 无死锁的垂直气泡流控算法:跟其它流控算法相比,该流控算法十分简单、高效,非常适合采用电感耦合互连的3D NoC结构

本项目为国家自然科学基金项目(No. 61376031面向多核处理器应用的三维电厂耦合互连通道模型及其3DNoC结构研究支持。