專利名稱：應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)傳輸延時(shí)模型的建立方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)傳輸延時(shí)模型的建立方法。
背景技術(shù)：
為解決傳統(tǒng)的總線互連結(jié)構(gòu)在可擴(kuò)展性、通信效率、功耗等方面的不足，相關(guān)研究者提出了一種全新的片上通信結(jié)構(gòu)——片上網(wǎng)絡(luò)(Network-on-Chip，NoC)，它借鑒了并行計(jì)算和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)思想，以實(shí)現(xiàn)大量微處理器、DSP和存儲(chǔ)器等IP核之間的高效數(shù)據(jù)通信。在NoC的設(shè)計(jì)中，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)中QoS (服務(wù)質(zhì)量)的重要組成部分，被廣泛用于評(píng)估網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)的性能。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期能夠?qū)ο到y(tǒng)的延時(shí)性能進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，以選擇出具有較好延時(shí)性能的方案進(jìn)行進(jìn)一歩的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員通常使用模擬器來評(píng)估片上網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)，如Noxim。采用模擬器仿真的方法可以得到準(zhǔn)確的傳輸延時(shí)，但是仿真耗時(shí)較長，而且需要大量的測(cè)試向量。特別是在ー些算法的研究上，如映射算法、緩沖分配算法，仿真方法并不適用。運(yùn)用排隊(duì)論可以快速有效地對(duì)傳輸延時(shí)性能進(jìn)行評(píng)估。排隊(duì)論已經(jīng)廣泛應(yīng)用于宏觀網(wǎng)絡(luò)的性能分析，隨著片上網(wǎng)絡(luò)研究的逐漸深入，一些基于排隊(duì)論的延時(shí)模型相繼被提出。然而這些模型或是假設(shè)路由節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)的深度為無限大或者所傳數(shù)據(jù)包為單個(gè)微片，沒有考慮路由節(jié)點(diǎn)的有限緩存對(duì)延時(shí)的影響；或是模型不支持采用虛擬通道的片上網(wǎng)絡(luò)。因此，如何建立ー個(gè)高精度、低復(fù)雜度的傳輸延時(shí)模型，已成為了片上網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)具有蟲孔路由結(jié)構(gòu)的片上網(wǎng) 絡(luò)，提供ー種系統(tǒng)級(jí)傳輸延時(shí)模型的建立方法，該方法同時(shí)考慮了路由節(jié)點(diǎn)有限緩沖區(qū)與虛擬通道技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的影響。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)傳輸延時(shí)模型的建立方法，包括以下步驟
(O向傳輸延時(shí)模型輸入片上網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和具體應(yīng)用的相關(guān)參數(shù)；
(2)根據(jù)具體應(yīng)用，從中選出一條數(shù)據(jù)流，從該數(shù)據(jù)流的源節(jié)點(diǎn)出發(fā)，沿傳輸路徑遞推到目的節(jié)點(diǎn)，計(jì)算所經(jīng)各路由節(jié)點(diǎn)的阻塞延遲時(shí)間和數(shù)據(jù)包微片頭在源節(jié)點(diǎn)的等待時(shí)間Wsi，最后得到該數(shù)據(jù)流在片上網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延時(shí)；
(3)如果具體應(yīng)用中仍有數(shù)據(jù)流的傳輸延時(shí)未計(jì)算，則重復(fù)執(zhí)行步驟(2)；
(4)如果具體應(yīng)用中的所有數(shù)據(jù)流的傳輸延時(shí)都已計(jì)算完畢，則將每條數(shù)據(jù)流的傳輸延時(shí)求和平均，以此計(jì)算出片上網(wǎng)絡(luò)的平均傳輸延吋。本發(fā)明所述的延時(shí)模型建立方法可以與ー些映射算法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)面向傳輸延時(shí)的IP核映射，還可以被用于片上網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)性能統(tǒng)計(jì)、傳輸延時(shí)優(yōu)化和緩沖區(qū)資源分配等方面，用以提高片上網(wǎng)絡(luò)的通信性能。
以下結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖I是計(jì)算片上網(wǎng)絡(luò)平均傳輸延時(shí)的流程 圖2是蟲孔路由傳輸示例；
圖3是虛擬通道分配機(jī)制；
圖4是MPEG4解碼通信任務(wù) 圖5是采用GA-MMAS算法得到的映射結(jié)果；
圖6是不同映射方案下延時(shí)性能比較。
具體實(shí)施例方式對(duì)于運(yùn)行在片上網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的特定應(yīng)用，它通常有多個(gè)數(shù)據(jù)流組成。片上網(wǎng)絡(luò)的平均延時(shí)即為這些數(shù)據(jù)流延時(shí)的平均值，所以可得到平均傳輸延吋
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)傳輸延時(shí)模型的建立方法，其特征在于包括以下步驟 (1)輸入片上網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和具體應(yīng)用的相關(guān)參數(shù)； (2)根據(jù)具體應(yīng)用，從中選出一條數(shù)據(jù)流，從該數(shù)據(jù)流的源節(jié)點(diǎn)出發(fā)，沿傳輸路徑遞推到目的節(jié)點(diǎn)，計(jì)算所經(jīng)各路由節(jié)點(diǎn)的阻塞延遲時(shí)間Bx，y，to和數(shù)據(jù)包微片頭在源節(jié)點(diǎn)的等待時(shí)間ろ,.，最后得到該數(shù)據(jù)流在片上網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延時(shí)； (3)如果具體應(yīng)用中仍有數(shù)據(jù)流的傳輸延時(shí)未計(jì)算，則重復(fù)執(zhí)行步驟(2)； (4)如果具體應(yīng)用中的所有數(shù)據(jù)流的傳輸延時(shí)都已計(jì)算完畢，則將每條數(shù)據(jù)流的傳輸延時(shí)求和平均，以此計(jì)算出片上網(wǎng)絡(luò)的平均傳輸延吋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)傳輸延時(shí)模型的建立方法，其特征在于，所述的步驟(2)中阻塞延遲時(shí)間Bx，y，to的計(jì)算包括以下步驟 a)首先計(jì)算路由節(jié)點(diǎn)Cr，_7)的dir方向輸入通道的數(shù)據(jù)包到達(dá)率 b)接著計(jì)算數(shù)據(jù)包在路由節(jié)點(diǎn)Uy)的dir方向上的平均服務(wù)時(shí)間Tsx，y，dil^ ； c)然后由平均服務(wù)時(shí)間和數(shù)據(jù)包到達(dá)率得到數(shù)據(jù)包被阻塞在緩沖區(qū)中的平均等待時(shí)間 ^#和數(shù)據(jù)包被阻塞在緩沖區(qū)中的概率1^^# ; d)最后由數(shù)據(jù)包被阻塞在緩沖區(qū)中的平均等待時(shí)間和被阻塞在緩沖區(qū)中的概率得到阻塞延遲時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)傳輸延時(shí)模型的建立方法，其特征在于，所述的步驟a)中數(shù)據(jù)包到達(dá)率通過以下式子實(shí)現(xiàn)
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)傳輸延時(shí)模型的建立方法，其特征在于，所述的步驟b)中從源節(jié)點(diǎn)開始沿傳輸路徑順推第J個(gè)路由節(jié)點(diǎn)的平均服務(wù)時(shí)間Tsj通過以下式子實(shí)現(xiàn)
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的步驟2)中數(shù)據(jù)包微片頭在源節(jié)點(diǎn)的等待時(shí)間Wsj的計(jì)算通過以下式子實(shí)現(xiàn)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)傳輸延時(shí)模型的建立方法，該方法是運(yùn)用排隊(duì)論將片上網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)輸入/輸出端口抽象為M/G/1隊(duì)列，并同時(shí)考慮了路由節(jié)點(diǎn)有限緩沖區(qū)與虛擬通道技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的影響，采用順推思想求解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流的平均傳輸延時(shí)。本發(fā)明提出的傳輸延時(shí)模型的建立方法，降低了運(yùn)算復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)簡單，能夠針對(duì)具體應(yīng)用，在片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)初期快速準(zhǔn)確的評(píng)估網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)性能?？梢杂糜谄暇W(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)性能統(tǒng)計(jì)、傳輸延時(shí)優(yōu)化、面向傳輸延時(shí)的IP核映射等方面的研究和應(yīng)用。
文檔編號(hào)G06F15/78GK102693213SQ201210150549
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者吳寧, 周磊, 周芳, 張肖強(qiáng), 張穎, 葛芬 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)