低功耗片上网络路由器设计
片上网络的低功耗自适应数据保护
． ．
（１ Ｓｏ ｓ ａ ｃ ｎ ｒ １ ｈ ｎ ｈ ｎ Ｇｒ ｄ ａ ｅ Ｓ ｈ ｏ ， ｒ ｉ ｎ ｌ ｕ ｅｏｆ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｓ ｅ ｚ ｅ ８ ５ ． Ｃ Ｒｅ ｅ ｒ ｈＣｅ ｔ ｒＳ ｅ ｚ ｅ ａ ｕ ｔ ｃ ｏ ｌ Ｈａ ｂ ｎ Ｉ ｓｉ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｈ ｎ ｈ ｎ ５Ｉ ０５ ： ｅ（ ｔ Ｔ ２ Ｍ ｒ）ｌ ｃ ｒ ｌ ｃ ｉ （ｅｅ ｔ（１ Ｃｅ ｔｅ Ｈａ ｂ ｎ ｉ ｓ ｉ ｔ ｆＴ ｃ ｎｏ ｏ ｙ Ｈａ ｂ １ ０ ０１ ｃ ）ｉ ｎ ｒ ． ｒ ｉ ｎ ｔｔ ｅ ｏ ｅ ｈ ｌ ｇ ． ｒ ｉ ０ ） ｕ ｎ ５
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２期 第３ 卷 第 ２ ２
Ｖ Ｌ３ ｏ ２
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２０ ０６年 ｌ １月
Ｎｏ ｅ ｂ ｒ２ ０ ｖ ｍ ｅ ０ ６
Ｎｏ２ ．２
Ｃｏ ｍｐ ｔ ｒ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｕｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
博士论文 ・
文 编 ｌｌ ３ ８ 叭 ） — ０ —ｌ 文 标 码ｔ 章 号： Ｉｌ ４ （ ｌ２ ０２ 一 ｌ— ２ ２ ６ ２ ８ ３ Ｉ Ｉ 献 识 Ａ
［ ｓｒ ｃ］Ｔ１ ａｅ ｒｓｎｓａ ｄ ｐｉ ｏ ｏ ｒ ａ ｒｔ ｔ ｎｓｈ ｍｅｆｒｎ ｔｏｋｏ ｈｐＮ Ｃ）Ｔ ｅｓｈｍｅｄｃｄ ｓｌｅｈ ｐｏ ａａ Ａｂｔａ ｔ Ｉｓｐ ｐｒｐｃｅｌ ｎａ ａｔ ｅｌｗ ｐ ｗｅ ｄ ｔ ｐ ｅ ｉ ｃ ｅ ｏ ｅｗ ！ ｎｃ ｉ（ ｏ ． ｈ ｃｅ ｅｉｅ ｈ ｏ ｆ ｔ ｉ ｖ ａ ｏ ｃｏ ｄ
Ｉ ｙｗ ｒ ｓ Ｋｅ ｏ ｄ ］Ｎｅｗｏｋｏ ｈｐＮｏ ； ｔ ｒｔｃｉｎ Ｌ ｗ ｐ ｗｅ； ｗｉ ｈｔ—ｗｉ ｈ Ｅ ｄｔ‘ｎ ； ｄ ｐｉｅ ｔ ｒ ｎｃ ｉ（ Ｃ）Ｄａａ ｏｅ ｔ ； ｏ ｏ ｒ Ｓ ｔ ｏｓ ｔ ； ｎ ‘ ｅｄ Ａ ａｔ ｐ ｏ ｃ ｃ ｏ ｖ
mesh协议标准
mesh协议标准Mesh网络协议是一种无线网络通信技术，它利用多个节点之间的网络连接建立一个分布式网络，使设备可以直接与其他设备进行通信，而无需通过中心路由器或基站。
Mesh网络具有高度的可靠性、灵活性和扩展性，使其在许多应用场景中得到广泛应用，如智能家居、智能城市和物联网等。
Mesh协议标准的设计和实现是保证Mesh网络运行稳定和互操作性的关键。
下面是关于Mesh协议标准的一些参考内容：1. ZigBee协议：ZigBee是一种低功耗、短距离无线通信协议，适用于小范围的个人区域网络（PAN）。
它采用了Mesh网络拓扑结构，具有自组网和多路径通信的特性，能够支持多种物联网应用。
ZigBee协议定义了网络层、应用层和安全层等各个层级，提供了一套统一的消息传输和网络管理机制。
2. Thread协议：Thread是一种开放的、低功耗的无线通信协议，用于构建IPv6网络。
它建立在IEEE 802.15.4物理层和MAC层标准之上，采用了Mesh网络拓扑结构，并支持IPv6的连接性和互操作性。
Thread协议提供了一些高级功能，如自组网、路由选择、安全性和低功耗等，使得它在物联网应用中具有很高的适用性和灵活性。
3. Bluetooth Mesh协议：Bluetooth Mesh是一种基于低功耗蓝牙技术的Mesh网络协议，旨在为智能家居、工业自动化和商业应用等提供可靠的无线通信解决方案。
它利用了低功耗蓝牙的特性，支持大规模的设备连接和数据传输，并提供了一套完整的设备管理和网络管理机制。
4. OpenThread协议：OpenThread是一种开源的Thread协议栈实现，由Google的Nest团队开发和维护。
它提供了一套完整的Thread协议栈，并通过开放的API接口，使开发者能够方便地构建和扩展Thread网络。
OpenThread支持多种硬件平台和操作系统，能够运行在各种设备上，为开发人员提供了更多的灵活性和选择性。
一种适用于非对称主从IP核的低功耗路由器结构
１ 引言
传统 的总线结 构 已经很 难 满足 日益 繁 重 的芯 片
功耗 降低 的方 法。 关键 词 ： 片上 网络 ； 由器； 构 ； 路 结 功耗
Ｏｎｅ ｌ ｗ－ ｗｅ ｏ ｔ ｒ ｓｒ ｔ ｅ ｆ ｒ ｍ ａ ｔ ｒ ｌ ｖ Ｐ ｏ ｅ ＮＯＣ ｏ ｐｏ ｒ ｒ ｕ ｅ ｔ ｕｃ ｕｒ ｏ ｓｅ －ｓａ ｅ Ｉ ｃ ｒ
ＺＨＡＮＧ ｕｎ Ｃｈ －ｍｉ ｏ， ＡＮＧ ａ ｇ ｈａ ａ Ｗ Ｃｈ ｎ －ｓ ｎ
节点 ， 称 Ｉ ； 或 Ｐ核 将传 统 的 总线通 信 结 构代 之 以 由
许 多路 由结 点组 成 的网络 ， Ｉ 与路 由器 之 间有通 Ｐ核
信接 口作为桥 梁 ，再 运用 现代超 大规模 集成 电路 的 先进技 术 以及 深微亚 米 的研 究成果 将所 有这些 封装
集 成 到一块面 积很小 的芯 片内 。片上 网络系统 可 以
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的 功耗 达到 了上 百 瓦 ， 而且 随着 集成 电路规模 的发展 ， 功耗 参数也 在 不 断上升 。 深微 亚领 域的研 究使 得 片
上 网络芯片的面积不断缩小，从而使得 Ｉ 核互连通信 中时延和能耗成为了现代片上 网络 系统的主要考 Ｐ
虑 因素 。 丈主要 分析 片上 网络 系统 的 平 均时延 以及 内部 负责 主要 通信 任 务 的路 由器 的结构 ， 本 功耗 ， 其 及
间的通信 和数据 交换 ， 主要 由输人 输 出单 元 、 换路 交 由单 元 、 仲裁控 制单元组 成 。如 图 １ 所示 。
基于一种新网络拓扑结构的低功耗
大。 Ｔｏｒｕｓ结构［８］既具有 Ｍｅｓｈ结构硬件实现简单、网络扩展
随着半导体制造工 艺 的 发 展，大 量 的 晶 体 管 和 计 算 资 源 构 的 关 系，并 指 出 了 不 同 互 连 结 构 的 综 合 性 能 和 各 自 的 使 用
可集成到一块芯片上。从 片 上 系 统（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ｃｈｉｐ，ＳｏＣ）到 场合。虽然研究者提 出 了 新 的 技 术 和 架 构 来 降 低 ＮｏＣ 的 功
供足够的带宽。片 上 网 络 （Ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｎ Ｃｈｉｐ，ＮｏＣ）被 视 为 解 决 下 一 代 通 信 架 构 扩 展 性 和 功 耗 效 率 的 新 范 式 ，成 为 当 前 的
ＨＭｅｓｈ来降低片上网络的功耗，并从理论上 分 析 了 它 与 经 典 拓扑结构的性能差异。然 后 提 出 了 适 合 ＨＭｅｓｈ 结 构 的 路 由
ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ Ｍｅｓｈ ａｎｄ Ｔｏｒｕｓ，ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ＨＭｅｓｈ ｄｒｏｐｓ ｂｙ １２．９％ ａｎｄ １１．２４％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｓ
ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｉｓ ｎｏｔ ｉｎ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ，ｓｏ ｉｔ ｉｓ ｍｏｒｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ＮｏＣ．
Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ Ｎｅｗ ＮｏＣ Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ
ＣＡＯ Ｈｏｎｇ－ｘｉｎ ＬＩ Ｇｕａｎｇ－ｓｈｕｎ ＷＵ Ｊｕｎ－ｈｕａ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｑｕｆｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｒｉｚｈａｏ ２７６８２６，Ｃｈｉｎａ）
４个相邻的路 由 节 点 相 连。 它 的 网 络 拓 扑 结 构 是 规 则 的，对 应的路由算 法 比 较 简 单。但 它 的 网 路 直 径 和 节 点 间 距 离 较
一款NoC总线的低功耗设计
一款NoC总线的低功耗设计
徐新宇;陈玉蓉;张猛华
【期刊名称】《计算机应用文摘》
【年(卷),期】2024(40)5
【摘要】随着集成电路技术的飞速发展,其集成度和复杂度越来越高,导致芯片功耗问题日益严重。
文章提出一套兼容片上网络(Net on Chip,NoC)总线的功耗管理总线,针对不同电源域进行低功耗管理,通过电源域开关协议将电源域状态同步到事务活动,且不影响系统其他部分的操作。
实验结果表明,功耗管理总线具有低成本、协议简单、兼容性好、轻量级等优势。
【总页数】3页(P44-46)
【作者】徐新宇;陈玉蓉;张猛华
【作者单位】中国电子科技集团公司第五十八研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN402
【相关文献】
1.一种高速低功耗的NoC时钟网络设计
2.一款高增益、低功耗、宽带宽全差分运放设计
3.一款6.4ppm/℃的低功耗带隙基准设计
4.一款超低功耗的便携式电场监测系统设计
5.一款多功能旋钮开关的EMC和低功耗设计
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片上网络低功耗分析方法
片上网络低功耗分析方法
胡伟;欧阳一鸣;官骏鸣
【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》
【年(卷),期】2011(031)002
【摘要】片上系统(SoC)发展到片上网络(NoC),能量消耗逐渐成为芯片设计的首要限制因素.通过建立CMOS电路和网络通讯2个层面不同的功耗模型,从集成电路不同的设计层次、片上网络通讯功耗以及NoC映射问题等方面进行NoC的低功耗设计,综合分析NoC的低功耗设计方法.
【总页数】4页(P130-133)
【作者】胡伟;欧阳一鸣;官骏鸣
【作者单位】合肥工业大学计算机与信息学院,合肥230009;黄山学院信息工程学院,安徽黄山245021;合肥工业大学计算机与信息学院,合肥230009;合肥工业大学计算机与信息学院,合肥230009;黄山学院信息工程学院,安徽黄山245021
【正文语种】中文
【中图分类】TP302
【相关文献】
1.基于Prim初始种群选取优化遗传算法的三维片上网络低功耗映射 [J], 宋国治;王铖;涂遥;张大坤
2.基于混合混沌大爆炸算法的三维片上网络低功耗映射 [J], 范星冉;宋国治;李加正
3.基于狼群算法的低功耗片上网络映射 [J], 潘菲;张多利;宋宇鲲
4.TSGA:新型的片上网络低功耗映射算法 [J], 张保岗;韩国栋;刘冬培;燕昺昊
5.基于多路径路由片上网络的低功耗联合编码电路设计 [J], 杜高明;李向阳;马世碧;宋宇鲲;张多利
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基于流量指导的网络链路低功耗设计技术
时 ，则降 低处 理器 的 电压及 频 率 ．当 序 列 。时 间 序 列 预 测 是 用 被 预 测 事 务 变化 的序 列模 型 ， 借助 一定规 则 来 并
据 芯 片 总 能 量 的 ２ ％ ［】 Ｏ ６ 。所 以 ，互 联 处 理 器 运 行 负 载 较 重 时 ． 提 高 处 理 过 去 和 现 在 的 观 测 数 据 ，构 造 依 时 间 则
系统 中 ，互联网 络部分 消耗 的能 量 占 微 处 理 器 设 计 中［ １［ ２［３［ ４ ． １ 】１ 】１ 】１ 】 很 据 系 统 总能 量 的 很 大一 部分 。例 如 ．
时间 序列 是指某 一变 量或 指标 的
按 大 地 节 省 了功 耗 ［ ５ 。 微 处 理 器 中 的 数 值或 观 察值 ． 其 出现 时间 的先 后 １】
节省 了能量 的消 耗 。根 据 实 际情 况 ，
处 理 器 有 很 大 一 部 分 时 间 是 运 行 在 较
轻 的负载 状 态下 ．这 样 ，基于 动 态电 压调 节 的方法可 以很 大限度 地节 省系
统 的 功 耗 。与 处 理 器 类 似 ，互 联 网 络 中 的 链 路 也 可 以根 据 通 过 链 路 的 通 信 量 ，也 就 是 通 过 链 路 的 网 络 流 量 ，来 动 态 的 调 节 链 路 的 运 行 电 压 以 及 频
到散 热 、供 电时 间以及 系统稳 定性等 频 率的 调节 ， 以在 较 小影 响运 行速 前 一 个 问 题 ：反 之 ， 如 果 互 联 网 络 链 可 多种 因素 的关 键性 问题 。通 常 ，高的 度 的情 况 下 ，较 大 地 节 省 系统 的 功 路 通 信 流 量 模 型 的 建 立 与 动 态 电 压 调 执 行速度 以及 低 的延迟会 提高 互联 网 耗 。动 态 电压调 节 技术 作 为一项 新兴 节算 法没 有任何 关系 ．则会 降 低动态 络 的能量 消耗 。 在许 多多 处理器 互联 的 技 术 已 经 被 广 泛 地 应 用 在 了 低 功 耗 电 压 调 节 算 法 的 功 效 。
arm 系统中flexnoc 的原理
arm 系统中flexnoc 的原理ARM系统中的FlexNoC原理概述：FlexNoC是ARM（Advanced RISC Machines）公司开发的一种高性能、低功耗的片上网络（Network-on-Chip）技术。
它被广泛应用于ARM处理器的设计中，用于实现片上各个模块之间的通信和数据传输。
本文将详细介绍FlexNoC的原理和工作机制。
1. FlexNoC的基本概念FlexNoC是一种基于NoC架构的片上网络，具有高度可配置和可扩展的特点。
NoC（Network-on-Chip）是一种用于替代传统的总线结构的通信架构，通过将片上各个模块连接成网络的形式，实现模块之间的通信。
FlexNoC在NoC的基础上进行了优化和改进，提供了更高的性能和更低的功耗。
2. FlexNoC的核心组成部分FlexNoC主要由以下几个核心组成部分构成：（1）路由器（Router）：FlexNoC中的路由器是网络的核心，负责实现数据包的转发和路由选择功能。
路由器采用了自适应的路由算法，根据网络状况智能选择最优的路径进行数据传输。
（2）链路（Link）：链路是连接路由器之间的通道，用于传输数据包。
FlexNoC中的链路采用了全双工的通信方式，可以同时进行发送和接收操作，提高了数据传输的效率。
（3）虚拟通道（Virtual Channel）：虚拟通道是FlexNoC中的一种重要机制，用于实现不同模块之间的隔离和并行传输。
每个路由器都具有多个虚拟通道，可以同时传输多条数据，提高了网络的带宽和吞吐量。
（4）调度器（Scheduler）：调度器用于控制数据包在网络中的传输顺序，避免数据的冲突和竞争。
FlexNoC的调度器采用了优先级调度算法，根据数据包的优先级进行调度，提高了系统的响应速度和性能。
（5）缓存（Cache）：缓存用于存储数据包和中间结果，减少对外部存储器的访问次数，提高了数据传输的效率和响应速度。
FlexNoC中的缓存采用了多级缓存结构，可以根据不同的访问模式进行灵活的配置和调整。
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（ｉ ｘａｚａｇ ｍ ｉ ｘｄａ． ｄ ．ｎ ｊ ｎｉｎｈｎ ＠ ａｌ ｉｉ ｅ ｕ ａ） ａ ． ｎ
摘
要 ： 对片上 网络路 由器功耗 问题 ， 系统级层 次上对影响路 由器功耗 的虚通道数 目、 针 在 缓存深度 和数据微 片
位 数等关键 因素进行 了研 究。提 出了综合 多种功耗 关键 因素 以及虚拟 通道共 享交叉 开关输入端 口的功耗 降低 方 法， 设 计 实现 了一种低 能耗 的 Ｎ Ｃ路 由器。 实验结果表 明 ， Ａ ｐ ａ １６ ｏ 与 ｌｈ ３ ４路 由器和 ＩＭ ｎｉ Ｂ ｎ ２ Ｂ Ｉｆ ｉａｄ路 由器相 比， ｎ 所设 计 的路 由 器具 有 较 低 的 功耗 。 关键词 ： 功耗 ； 低 片上 网络 ； 由器 ； 路 虚拟通道 中图分类号 ： Ｐ９ ．３ Ｔ ３ ２ Ｔ ３ ３ ０ ；Ｐ ０ 文献标志码 ： Ａ
Ｋｅ ｏ ｄ ：ｌ —ｏ ｅ；Ｎ ｔｏｋｏ ｈｐ（ ｏ ） ｏｔｒ ｉｕ ｈｎ ｅ ｙｗ ｒｓ ｏ ｐｗ ｒ ｅ ｒ ｎＣ ｉ Ｎ Ｃ ；ｒｕｅ；ｖ ｔａ ｃａｎ ｌ ｗ ｗ ｒｌ
０ 引 言
随着半 导体 器件制造 工艺 的发展 ， 以集 成 到单个 芯片 可
将动态 电压调 整 （ ｙ ａ ｉ Ｖ ｌ ｇ ｃｌ ｇ Ｄ Ｓ 技术 应用 于 Ｄ ｎｍ ｃ ｏ ａｅＳａ ｎ ， Ｖ ） ｔ ｉ 片 上 网 络 的 互 连 线 。 全 局 异 步 局 部 同 步 （Ｇｏａｙ ｌｂ ｌ ｌ Ａ ｙ ｃｒｎｕ ｏａ ｙＳｎｈｏｏｓ Ａ Ｓ 技 术 在 Ｎ Ｃ上的 ｓｎｈｏｏ ｓ ｃｌ ｙｃ ｒｎｕ ，Ｇ Ｌ ） Ｌ ｌ ｏ
Ｌｏ ｐ ｗｅ ｗ－ ｏ ｒ ＮｏＣ ｏ ｅ ｅ ｉ ｎ ｒ ｕｔｒ ｄ ｓｇ
Ｚ Ｕ ａ Ｐ ＨＯ Ｄｕ ｎ ， ＥＮＧ Ｊｎ Ｚ ｉｇ ， ＨＡＮＧ Ｊａ ．ｉｎ ， Ｚ ｉｎ ｘａ ＨＡＮＧ Ｈａ ｎ
（． ｃｏｌｆＣ ｍ ｕｅ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｘｄａ ｎｖｒｔ，Ｘ ＇ ｈ ａ ｘ ７ ０ ７ ，Ｃ ｉａ １Ｓｈｏ ｏ ｐ ｔ ｃ ｎｅａ ｄＴｃｎｌ ｙ ｉｉｎＵ ｉ ｓｙ ｉ ｎＳ ａ ｎ ｉ １０ １ ｈｎ ； ｏ ｒ ｅ ｏ ｅｉ ａ
２ Ｓｈｏ ｏ ｃ ｅ ｃ ｏｉ ，Ｘｄａ ｎｖｒｔ，Ｘ ＇ ｈ ａｘ １０ １ ｈｎ ） ． ｃｏｌｆＭｉｏｌ ｔ ｎｃ ｉｉｎ Ｕ ｉ ｓｙ ｉ ｎＳ ａｎ ｉ ０ ７ ，Ｃ ｉ ｒ ｅｒ ｓ ｅｉ ａ ７ ａ
Ａｂｔａｔ ｏ ｃｒｉｇｔ ｏ ｅ ｏ ｓｍｐｉ ｆｏ ｔ ｓ ａｅ ｎＮ ｔｏｋｏ ｈ Ｎ Ｃ ，ｔｅｋｙｆ ｔ ｓｈ ｔｎ ｕｎｅ ｓｒｃ：Ｃ ｎ ｅ ｎ ｅｐｗ ｒ ｎｕ ｔ ｎｏ ｕｅ ｓｄｏ ｅｗ ｒ ｎＣ ｉ ｎ ｈ ｃ ｏ ｒ ｒｂ ｐ（ ｏ ） ｈ ｅ ｃｏ ａ ｉ ｅｃ ａ ｒ ｔ ｆ ｌ
ｄ ｉ１ ．７ ４ Ｓ ．．０ ７ ２ １ ．２ ２ ｏ：０ ３２ ／ Ｐ Ｊ１８ ．０ ０ ６ １ １
低 功 耗 片 上 网络 路 由器 设 计
周 端 彭 景 张 剑 贤 张 晗 ， ， ，
（． １西安 电子科技 大学 计算机学院 ， 西安 ７ ０ ７ ； ２ 西安 电子科技大学 微电子学院 ， １０ １ ． 西安 ７０ ７ ） １０ １
第 ３ 卷第 １ ｌ ０期
２１ ０ １年 １ ０月
计算机应 用
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＣ ｍｐ ｔ ｒＡｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｒ ａ ｏ ｕ ｅ ｐ ｉ ｔ ｓ ｏ ｃ ｏ
Ｖｏ． １ Ｎｏ １ １３ ．０
Байду номын сангаас０ｃ ． ｔ２０１ ｌ
文 章 编 号 ：０ １— ０ １ ２ １ ）０— ６ １ ０ １０ ９ ８ （０ １ １ ２ ２ — ４