片上网络 network-on-chip(NoC)是片上系统system-on-chip(SoC)的一种新的通信方法。它是多核技术的主要组成部分。NoC方法带来了一种全新的片上通信方法,显著优于传统总线式系统(bus)的性能。基于NoC的系统能更好地适应在未来复杂多核SoC设计中使用的全局异步局部同步的时钟机制。NoC构架主要基于电子或光学技术,分别称为片上电网络(electrical network-on-chip 或 ENoC)及片上光网络(optical network-on-chip 或ONoC)。
(1)网络结构:在NoC中,普遍使用也是最适合的网络结构是包交换的直接网络。每个节点通过双向通道连接到相邻的节点。NoC的网络连接是异构的,需连接不同的处理部件和存储部件,通信量的分布也是不均匀的。
(2)协议:在NoC中,通信协议比总线协议要复杂得多,为了便于扩展,往往采用分层的网络协议。协议的每一层提供特定的功能和接口。
(3)服务质量QoS:在NoC的路由决策时,可以提供服务质量,对关键部件的网络带宽或者延迟进行保证,没有被保证的通信采用尽力而为的路由策略。另外,由于干扰和电压降等问题使得部件之间的连线是不可靠的,为了保证可靠的数据传输,当遇到数据错误时,需要进行重传,NoC通过流控机制来保证服务质量。
(4)同步(Synchronous).
通过并发和非阻塞交换获得更高的带宽
通过分组交换获得更高的链路利用率
通过分层协议获得可靠的传输
通过点对点传输获得低功耗
全局异步或准同步的、模块化、可升级的结构
交换电路和接口增加了电路面积
数据打包、缓冲、同步和接口增加了延迟
缓冲和增加的逻辑造成了功耗增加
与原有IP核接口和协议的兼容问题
NoC的评测对于其设计,开发和应用都至关重要。广泛使用的NoC评测方法包括:随机评估(random evaluation)和实际评测 (realistic benchmarking)。与随机评估相比,实际评测的结果更加可信实用。公开的实际评测平台包括MCSL NoC Traffic Patterns。