MPSoC上的NoC通信架構(gòu)的實現(xiàn)

摘要：本文介紹了片上網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概念，采用2D Mesh拓撲結(jié)構(gòu)和XY路由算法，實現(xiàn)了一款用于構(gòu)建MPSoC的片上網(wǎng)絡(luò)。通過在EDK中構(gòu)建4個MicroBlaze核的處理器，并用片上網(wǎng)絡(luò)進行連接，最終在XUP Virtex-ⅡPro FPGA開發(fā)板上驗證了片上網(wǎng)絡(luò)的正確性。

關(guān)鍵詞：片上網(wǎng)絡(luò)；MPSoC；MicroBlaze；FPGA

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.5.008

引言

隨著半導(dǎo)體集成電路以及片上多核技術(shù)的發(fā)展，片上系統(tǒng)(System On Chip，SoC)變得越來越復(fù)雜。傳統(tǒng)的基于總線的通信結(jié)構(gòu)具有可擴展性不強、結(jié)構(gòu)簡單以及當(dāng)IP核較多時布線比較復(fù)雜等缺點已經(jīng)成為了系統(tǒng)性能的瓶頸，難以滿足日益增長的片上系統(tǒng)內(nèi)部通信需求[1]。2001年，研究者們借鑒了計算機網(wǎng)絡(luò)的思想，提出了片上網(wǎng)絡(luò)(Network On Chip，NoC)這種全新的片上互聯(lián)架構(gòu)[2]。

目前關(guān)于片上網(wǎng)絡(luò)的研究主要包括拓撲結(jié)構(gòu)研究、路由算法研究以及模擬器研究等。盡管片上網(wǎng)絡(luò)的研究蓬勃發(fā)展，但是基于特定應(yīng)用的片上網(wǎng)絡(luò)的研究還比較少。本文用VHDL語言構(gòu)造出一個基于二維網(wǎng)格(2D Mesh)拓撲結(jié)構(gòu)以及XY路由算法的片上網(wǎng)絡(luò)。通過在EDK中構(gòu)建多個MicroBlaze IP核，并用片上網(wǎng)絡(luò)進行連接通信，最終在XUP Virtex-ⅡPro FPGA開發(fā)板上驗證了該

的輸出。該設(shè)計中每個節(jié)點連接的MicroBlaze核都對相應(yīng)位進行加1操作。假設(shè)MicroBlaze0節(jié)點接收的數(shù)據(jù)位a3a2a1a0，則a3對應(yīng)MicroBlaze3節(jié)點，a2對應(yīng)MicroBlaze2節(jié)點，a1對應(yīng)MicroBlaze1節(jié)點，a0對應(yīng)MicroBlaze0節(jié)點。通過驗證，實驗得到的數(shù)據(jù)如圖7所示。從圖中可以看出輸入的數(shù)據(jù)為0000，經(jīng)過每個MicroBlaze核進行計算后最后得到的輸出數(shù)據(jù)為1111。