[发明专利]一种异构多核系统中片上网络模型定制建模方法

说明书

技术领域

本发明属于异构多核建模技术领域，具体涉及一种片上网络模型定制建模方法。

背景技术

现代SoC（System-on-Chip）系统越来越复杂，集成了越来越多的IP核（Intellectual Property core）,随着系统规模的不断增大，IP核间通信效率越来越重要。传统的基于总线的通信机制已难以满足众多IP核间通信需求。近年发展起来的片上网络NoC（Network On Chip）技术，借鉴计算机网络中的概念，在芯片内采用分段式、multi-hop方式通信，使用本地通信机制，避免全局通信，避免芯片内的长线；各IP核间可并行通信，提高整体通信效率；Link可以共享，减少连线，减少布线拥塞；各IP仅与NoC网络通信，模块相对独立，系统级分区块，可以单独设置电压、运行频率，支持DVFS（dynamic voltage and frequency scaling）低功耗设计。

复杂系统中IP核间通信问题日益突出，设计理念已从computation-centric 转为 communication-centric。NoC是实现核间通信的关键部件，其设计对整体系统有决定性影响。NoC自提出以来，一直是研究热点。NoC涉及内容广泛，主要研究内容包括：拓扑结构、交换技术、路由器设计、路由算法、仲裁与通道分配、流量控制、链路设计、网络接口设计、服务质量QoS、容错设计、建模评估、系统设计方法等。

NoC有巨大的设计空间，需要确定拓扑结构、交换方式、是否实现虚通道以及虚通道个数、buffer大小、flit大小、phit大小、路由算法、如何满足QoS、如何容错等。对复杂、不规则NoC系统，难以用数学方法分析其性能，且不同应用流量模式下，NoC性能表现亦不同，建模仿真是可行的分析方法。先建立系统模型，用模型进行架构探索，是确保项目设计正确、一次成功的关键。大规模复杂NoC系统设计中，需要快速的建模、评价工具，用于NoC架构探索，评估性能、功耗和面积等，确定优化的设计参数。

关于NoC建模研究项目大致分为3类：

（1）regular network simulators

这类仿真器是在NS-2, opnet, OMNET++等基础上添加NoC支持，属于行为级建模，难以做到结构级，难以评估硬件代价。

（2）dedicated NoC simulator

专用的NoC仿真器，如nostrum, noxim, nirgam,......

（3）full-system simulator + NoC model

在全系统仿真环境中添加NoC建模模块，如GEMS(GEM5) + GARNET。

现有NoC建模分析系统（如nocsim、nirgam、nostrum等）普遍不足的地方：（1）拓扑结构支持有限，一般不支持不规则拓扑；（2）只支持均匀或统计流量模型，不能实现应用程序驱动（App-Driven），无法准确预测系统在实际运行应用程序时的性能表现。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种异构多核系统中片上网络模型定制建模方法，可以实现快速准确的生成片上网络互联模型。具体步骤如下：

（1）系统内建NoC基本网络组件模型，所述NoC基本网络组件模型包括片上路由器Router模型、网络接口NI模型和链路Link模型；其中：

所述Router、NI和Link模型采用TLM2.0接口标准；Router模型中具有本地、东、北、西、南共5组端口，每组端口具有发起者接口和目标接口，同时目标接口具有FIFO； Link模型两端分别是发起者接口和目标接口，可配置延时信息delay，用于对实际物理链路延时建模；NI模型在与NoC连接侧具有1对发起者接口和目标接口，在与计算节点连接侧具有1个目标接口；Router、NI和Link模型通过接口互连；

（2）用户对欲定制的NoC中Router、NI、Link进行编号，并将每一个Link、NI

和Router信息按如下格式写入配置文件：

struct Link_info_t {                   //Link信息结构

    unsigned int ID;                   //Link标识号

    unsigned int socket_from_ID;       //连接到此Link的Router或NI标识号