01項目背景

片上網(wǎng)絡將片上路由器按照一定的拓撲結構互連，從而構成一個片上微網(wǎng)絡結構。不同功能的IP核通過網(wǎng)絡接口NI接入到片上網(wǎng)絡中來，網(wǎng)絡接口對IP核發(fā)送的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)封裝，形成固定格式的分組。片上路由器根據(jù)分組的目的地址信息，將數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡中正確的傳輸?shù)侥康腎P核。片上網(wǎng)絡可以為系統(tǒng)中任意一對IP核之間實現(xiàn)透明的數(shù)據(jù)通信。互連網(wǎng)絡中的一些控制協(xié)議，例如流量控制機制、路由算法、任務調(diào)度機制、服務保障機制等，都可以應用到片上網(wǎng)絡中來，以提高系統(tǒng)的通信效率。由于片上網(wǎng)絡采用分組交換，IP核之間數(shù)據(jù)通信的基本數(shù)據(jù)單元是分組，不同的分組根據(jù)目的地址信息在網(wǎng)絡中獨立傳輸。片上網(wǎng)絡技術能夠有效的克服基于總線結構的片上系統(tǒng)在大規(guī)模集成下的瓶頸，在時延、吞吐、功耗、可擴展性和可靠性等方面體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。多核，多片架構將成為芯片設計的發(fā)展趨勢。

處理器多芯片之間的通信已經(jīng)成為制約系統(tǒng)性能的瓶頸，處理器之間進行數(shù)據(jù)交互的能力或?qū)⒊蔀橄乱粋€集成電路發(fā)展的關鍵技術指標。針對不同應用場景和性能要求，根據(jù)各自的架構設計出更適合的高效而可靠的片間互連(NetworkonPackage，NoP)協(xié)議，將使得集群芯片的性能得到進一步優(yōu)化。

02項目簡介

研究基于路由交換的異構計算系統(tǒng)算力擴展總體架構，包含異構計算資源節(jié)點之間、片上交換路由與片上處理資源之間、片上處理資源與外部接口之間的互連結構與互連拓撲，如圖3所示。

設計與物理層解耦的輕量級網(wǎng)絡架構，使之可以在不同的物理連接方式之上靈活的構建多種拓撲的網(wǎng)絡。針對機載計算任務的算力提升需求，研究異構計算節(jié)點的算力擴展問題，通過基于路由交換的、可擴展的互連構建異構計算系統(tǒng)，采用輕量化互連協(xié)議實現(xiàn)異構計算節(jié)點的低延時、高帶寬互連，驗證基于路由交換的異構計算系統(tǒng)對于特定應用的高速并行分布式處理效果。本系統(tǒng)的主體思想是將片上網(wǎng)絡（NetworkonChip，NoC）互連協(xié)議擴展到片間互連（NetworkonPackage，NoP），實現(xiàn)芯片內(nèi)部計算資源到集群芯片的延伸。