基于冗余传输的片上网络软错误的容错方法研究

论文摘要

随着半导体工艺技术的进步,在促成片上网络(NoC)这一新技术快速发展的同时,也给NoC的设计带来极大挑战,主要表现为NoC系统受制造工艺、信号噪声和串扰、电磁干扰、电子迁移等因素的影响加重,显现出更加频繁的硬错误和软错误。系统级的容错方法是一个保证芯片正确工作的高效方法。本文提出多种基于数据冗余传输的方法,提高NoC通信的可靠性。考虑到不同的错误影响不同,对错误进行分类,对引起导致网络死锁和网络僵死的错误情况进行加强保护,使用了三模冗余方案;对控制信息保护后,考虑对传输数据进行保护,使用多种冗余方案,设计了基于软错误的错误注入模型,在仿真平台上实现并仿真。试验结果显示在虚通道缓存和链路进行错误注入时(错误率小于0.002时),整个系统的传输的可靠性达到99.99%以上,在错误率低于0.0001时,可靠性达到99.999%以上。本文提出的容错方案很好的保护了片上网络数据的传输可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 片上网络背景介绍
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 片上网络容错现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.2.3 国内研究现状
• 1.3 本文研究目标
• 1.4 章节安排
• 第二章 片上网络关键技术
• 2.1 片上网络系统结构
• 2.2 片上网络路由器结构
• 2.3 片上网络交换技术
• 2.4 片上网络虚通道
• 2.5 片上网络路由算法
• 2.6 片上网络可靠性研究
• 2.7 本章小结
• 第三章 基于MESH 的冗余容错设计
• 3.1 片上网络软错误模型
• 3.1.1 软错误的分类
• 3.1.2 基于SEU 的错误模型
• 3.2 检错纠错编码
• 3.2.1 CRC 码
• 3.2.2 Hamming 纠错码
• 3.3 基于冗余的容错方法
• 3.3.1 Flit 类型保护
• 3.3.2 数据冗余容错机制
• 3.4 本章小结
• 第四章 实验设计和结果分析
• 4.1 实验设计
• 4.1.1 Nirgam 仿真器
• 4.1.2 实验设计
• 4.2 仿真结果与分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结束语
• 5.1 主要工作与创新点
• 5.2 后续研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文