片上網(wǎng)絡(luò)互連線低擺幅預(yù)加重碩士論文

1、基于NoC系統(tǒng)的低擺幅互連設(shè)計(jì)方法研究【摘要】 隨著工藝和設(shè)計(jì)方法學(xué)的進(jìn)步,片上系統(tǒng)(SoC)的設(shè)計(jì)規(guī)模越來(lái)越大,可以集成越來(lái)越多的IP核,傳統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)這種發(fā)展變化,基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念的片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)被提出來(lái)并得到廣泛研究。然而,研究發(fā)現(xiàn)NoC中互連線上產(chǎn)生的功耗和延遲依然是限制系統(tǒng)性能的重要因素之一,因此針對(duì)互連線的研究成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。通過(guò)采用低擺幅技術(shù)能夠有效降低互連線上的功耗和傳播延遲,因此在NoC系統(tǒng)中應(yīng)用低擺幅技術(shù)是有效的解決方案。本文在總結(jié)現(xiàn)有各種低擺幅電路的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于預(yù)加重技術(shù)的低擺幅收發(fā)器結(jié)構(gòu)。該收發(fā)器結(jié)構(gòu)將設(shè)計(jì)的基于2-tap

2、FIR濾波器改進(jìn)的FIR filter-res發(fā)送器與雙尾靈敏放大器相結(jié)合,并且將低擺幅技術(shù)引入源同步時(shí)鐘策略。最后將設(shè)計(jì)的收發(fā)器結(jié)構(gòu)應(yīng)用于NoC路由器之間的互連,進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明,與采用傳統(tǒng)的CMOS全擺幅電路相比,設(shè)計(jì)的NoC互連結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到更高的數(shù)據(jù)率,并且功耗也得到明顯改善。 更多還原【Abstract】 As the process scales down and the developments of the design methodology, the scope of System-on-Chip (SoC) becomes larger and large

3、r, and more and more IP cores can be integrated in SoC. The conventional bus architecture cant adapt to this development, therefore, Network-on-Chip (NoC) based on the computer network concept has been proposed and widely investigated. However, many research results show that, the power consumption

4、and delay of interconnects between NoC routers are still significa. 更多還原 【關(guān)鍵詞】 片上網(wǎng)絡(luò)； 互連線； 低擺幅； 預(yù)加重； 【Key words】 Network-on-Chip； Interconnect； Low-swing； Pre-emphasis； 摘要 3-4 Abstract 4 第一章 緒論 7-15 1.1 研究背景 7-11 1.1.1 片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)的簡(jiǎn)介 8-9 1.1.2 片上網(wǎng)絡(luò)解決的問(wèn)題 9-10 1.1.3 片上網(wǎng)絡(luò)中互連的問(wèn)題 10-11 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究動(dòng)態(tài) 11

5、-13 1.2.1 國(guó)外研究動(dòng)態(tài) 11-13 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài) 13 1.3 論文內(nèi)容安排 13-15 第二章 互連線的模型及互連線物理設(shè)計(jì) 15-31 2.1 互連金屬的特性 15-21 2.1.1 互連線簡(jiǎn)介 15-17 2.1.2 互連線電阻率 17-18 2.1.3 互連線電容 18-21 2.2 互連線的延時(shí)與功耗建模 21-27 2.2.1 互連線延時(shí)的基本理論及其模型 21-23 2.2.2 互連線功耗的基本理論及其模型 23-25 2.2.3 互連線模型 25-27 2.3 互連線物理設(shè)計(jì) 27-30 2.3.1 最佳尺寸 27-28 2.3.2 雙絞差分互連策略 28

6、-30 2.4 本章小結(jié) 30-31 第三章 低擺幅電路設(shè)計(jì)方法研究 31-47 3.1 低擺幅電路簡(jiǎn)介 31-32 3.2 傳統(tǒng)低擺幅電路 32-38 3.2.1 單端電路 32-35 3.2.2 差分電路 35-38 3.3 新型低擺幅電路 38-45 3.3.1 信號(hào)均衡與發(fā)送預(yù)加重 38-40 3.3.2 預(yù)加重低擺幅電路 40-45 3.4 本章小結(jié) 45-47 第四章 NoC 互連系統(tǒng)的構(gòu)建 47-63 4.1 互連線物理設(shè)計(jì) 48-50 4.1.1 最佳尺寸 48-49 4.1.2 互連線參數(shù) 49-50 4.2 發(fā)送器設(shè)計(jì) 50-52 4.2.1 2-tap FIR filter 50-51 4.2.2 發(fā)送器電路 51-52 4.3 接收器設(shè)計(jì) 52-57 4.3.1 瞬態(tài)響應(yīng) 53 4.3.2 感應(yīng)延遲 53-56 4.3.3 成品率(yield) 56-57 4.3.4 功耗分析 57 4.4 時(shí)鐘策略 57-58 4.5 NoC 互連系統(tǒng)的構(gòu)建與仿真實(shí)現(xiàn) 58-61 4.5.1 NoC 互