片上網路

片上網路 network-on-chip（NoC）是片上系統 system-on-chip（SoC）的一種新的通信方法。它是多核技術的主要組成部分。NoC方法帶來了一種全新的片上通信方法，顯著優於傳統匯流排式系統（bus）的性能。基於NoC的系統能更好地適應在未來複雜多核SoC設計中使用的全局異步局部同步的時鐘機制。NoC構架主要基於電子或光學技術，分別稱為片上電網路（electrical network-on-chip 或 ENoC）及片上光網路（optical network-on-chip 或ONoC）。

基本介紹

• 中文名：片上網路
• 外文名：network on chip
• 定義：是片上系統的一種新的通信方法
• 定位：片上系統

概述

片上網路 network-on-chip（NoC）是片上系統 system-on-chip（SoC）的一種新的通信方法。它是多核技術的主要組成部分。NoC方法帶來了一種全新的片上通信方法，顯著優於傳統匯流排式系統（bus）的性能。基於NoC的系統能更好地適應在未來複雜多核SoC設計中使用的全局異步局部同步的時鐘機制。NoC構架主要基於電子或光學技術，分別稱為片上電網路（electrical network-on-chip 或 ENoC）及片上光網路（optical network-on-chip 或ONoC）。

(1)網路結構：在NoC中，普遍使用也是最適合的網路結構是包交換的直接網路。每個節點通過雙向通道連線到相鄰的節點。NoC的網路連線是異構的，需連線不同的處理部件和存儲部件，通信量的分布也是不均勻的。

(2)協定：在NoC中，通信協定比匯流排協定要複雜得多，為了便於擴展，往往採用分層的網路協定。協定的每一層提供特定的功能和接口。

(3)服務質量QoS：在NoC的路由決策時，可以提供服務質量，對關鍵部件的網路頻寬或者延遲進行保證，沒有被保證的通信採用盡力而為的路由策略。另外，由於干擾和電壓降等問題使得部件之間的連線是不可靠的，為了保證可靠的數據傳輸，當遇到數據錯誤時，需要進行重傳，NoC通過流控機制來保證服務質量。

(4)同步（Synchronous）.

優點

通過並發和非阻塞交換獲得更高的頻寬

通過分組交換獲得更高的鏈路利用率

通過分層協定獲得可靠的傳輸

通過點對點傳輸獲得低功耗

全局異步或準同步的、模組化、可升級的結構

缺點

交換電路和接口增加了電路面積

數據打包、緩衝、同步和接口增加了延遲

緩衝和增加的邏輯造成了功耗增加

與原有IP核接口和協定的兼容問題

性能評測方法

NoC的評測對於其設計，開發和套用都至關重要。廣泛使用的NoC評測方法包括：隨機評估（random evaluation）和實際評測 （realistic benchmarking）。與隨機評估相比，實際評測的結果更加可信實用。公開的實際評測平台包括MCSL NoC Traffic Patterns。