片上随机通信:未来SoCs的新范式
1. 引言
随着现代系统级芯片(SoCs)变得越来越复杂,设计和验证的成本迅速增加。传统计算机辅助设计(CAD)工具在处理这种复杂性时效率低下,导致了高昂的设计成本。为了应对这些挑战,提出了一种新的SoCs通信范式——随机通信。这种通信方式不仅将通信与计算分离,还提供了内置的容错性以应对深亚微米(DSM)环境下的故障,具备可扩展性和低成本实施的特点。
随机通信模仿了大群体中谣言传播的过程,使得消息能够在网络芯片(NoCs)中迅速且鲁棒地传播。对于基于瓦片的架构,随机通信能够高效且稳健地实现通用多媒体应用程序(如MP3编码器),并能在不同故障条件下保持较低的延迟。
2. 传统SoCs面临的挑战
随着CMOS技术向DSM领域扩展,SoCs变得越来越复杂,传统CAD工具在处理这种复杂性时效率低下。具体挑战包括:
- 设计复杂性 :随着SoCs中知识产权(IP)数量的增加,传统CAD工具难以有效处理。
- 验证成本 :由于设计复杂性的增加,验证成本也随之上升。
- 故障类型 :DSM环境下出现了新的故障类型,这些故障难以用当前的SoC设计方法预测和避免。
为了应对这些挑战,需要一种新的通信范式,既能降低成本,又能提供必要的容错性。
3. 故障模型
在DSM环境下,SoCs面临的数据干扰、缓冲区溢出和同步错误等故障类型需要一个新的故障模型来描述。以下是该模型的关键参数: <