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1、西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文NoC低擺幅互連研究姓名:楊玲釗申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專(zhuān)業(yè):集成電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師:劉毅20100101摘要集成電路自發(fā)明以來(lái)一直追求的目標(biāo)就是芯片的工作速度更快、功耗更低、集成密度更大。隨著集成電路設(shè)計(jì)水平的提高和工藝的發(fā)展,基于總線結(jié)構(gòu)的片上系統(tǒng)(SoC)已經(jīng)不能滿(mǎn)足應(yīng)用對(duì)片上數(shù)據(jù)通信的要求了,因此基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)概念的片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)被提出來(lái)并得到廣泛的研究。但是研究發(fā)現(xiàn)互連線上產(chǎn)生的功耗和延遲依然是制約系統(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)界一個(gè)研究的熱點(diǎn)?;ミB線上產(chǎn)生的功耗和延遲與所傳輸?shù)男盘?hào)的擺幅有著緊密的聯(lián)系,因此采用低擺幅信號(hào)技術(shù)可
2、以有效降低互連上產(chǎn)生的功耗和延遲,通過(guò)大量文獻(xiàn)的閱讀和總結(jié),本文著重分析了八種低擺幅電路各自的特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)以及適用條件,并且在SMIC0.139m工藝模型庫(kù)、互連線采用第四層金屬、寬度、間距和長(zhǎng)度為分別為0.49m、0.49in和2mm的條件下,通過(guò)仿真得到CLC、SSDLC、SSDLCl、SSDLC2、PDIFF、DIFF電路的功耗相比CMOS全擺幅電路下降的幅度分別是:7l%、83%、74%、76%、30%、47%。而mj.sib、MCML電路的延遲相比CMOS全擺幅電路下降的幅度分別是:22%、32%。這些仿真數(shù)據(jù)的比較說(shuō)明低擺幅電路能夠有效隆低互連線功耗和延遲?;诘蛿[幅電路的分析和仿
3、真,本文針對(duì)NoC系統(tǒng)互連結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能要求,選擇MCML電路作為低擺幅信號(hào)驅(qū)動(dòng)器以及雙位靈敏放大器作為低擺幅信號(hào)結(jié)構(gòu)器來(lái)構(gòu)建NoC低擺幅互連電路,通過(guò)仿真得到NoC低擺幅級(jí)聯(lián)電路能夠?qū)崿F(xiàn)1GHz的數(shù)據(jù)傳輸速率,驗(yàn)證了NoC低擺幅互連電路的可行性。關(guān)鍵詞:片上網(wǎng)絡(luò)互連低擺幅信號(hào)技術(shù)低擺幅電路AbstractSincetheinventionofintegratedcircuits,thegoalistomakethechipsworkfaster,lowerpowerconsumption,smallersize,integrateddensitygreater.Along誦t11develo
4、pmentofICdesignandmanufactureprocess,basedonbusarchitecture,systemonchip(SoC)applicationscannolongermeettherequirementsofon-chipdatacommunication,SOtheconceptofnetwork-basedcomputingNetwork—on-Chip(NoC)hasbeenproposedandbeenstudiedextensively.Butthestudyfoundthatpowergeneratedbytheinterconnectionlin
5、esanddelaysremainamajorconstrainingfactorinsystemperformance,SOthestudyfortheinterconnectionlinesbecomearesearchhotspotinacademia.Interconnectdissipationpoweranddelayaleproducedwimthetransmittedsignalswingcloselylinked,SOalow—swingsignalingtechniquesCalleffectivelyreducetheinterconnecttogeneratepowe
6、randdelay,byalargenumberofdocumentstoreadandsummarize111isarticlefocusedonanalysisofeightkindsoflow-swingcircuitwitlltheirrespectivecharacteristics,advantagesanddisadvantagesaswellastheapplicableconditions,andinSMIC0.131.tmprocessmodellibrary,usingthefourth—layermetalinterconnect,width,spacingandlen
7、gthwere0.4IItm,0.4}lmand2mmundertheconditionsobtainedbysimulationCLC,SSDLC,SSDLC-l,SSDLC_2,PDIFEDIFFcircuitpowerconsumptioncomparedtoCMOSthedecreaseinfull—swingcircuitsare:71%,83%,74%,76%,30%,47%.nemj