1、片上网络：解决复杂通信问题的新架构

片上网络：解决复杂通信问题的新架构

1. 通信中心设计概念

随着超大规模集成电路（VLSI）设计密度的增加，系统中每个组件的复杂性迅速上升。为了适应不断增加的晶体管密度、更高的工作频率以及更短的上市时间压力，多处理器片上系统（MP - SoC）架构在当今半导体行业中变得越来越重要。这种架构使用总线结构进行片上通信，并将复杂的异构功能元件集成在单个芯片上。然而，如今的片上系统（SoC）设计师在片上互连设计方面面临着新的挑战，传统基于总线的通信方案由于缺乏可扩展性和可预测性，无法满足未来SoC在性能、功耗、时序收敛、可扩展性等方面的不断增长的需求。

1.1 应用的组成与性能影响因素

一个应用可以表示为一组计算单元，这些单元需要一组通信块来在它们之间传递信息。为了区分这两个主要组件对性能的影响，计算时间主要由门延迟决定，而通信时间主要由线延迟决定。当计算单元数量较少时，通信块可以临时实现。但近年来，随着晶体管尺寸的缩小，门延迟相对于线延迟不断减小。因此，我们需要一个结构化和可扩展的片上通信架构来适应日益复杂的单芯片应用。这使得片上通信架构的设计变得越来越重要，并推动了设计概念从以计算为中心向以通信为中心的转变。

1.2 多处理器片上系统（MP - SoC）

SoC是过去几十年发展起来的一种架构概念，其中处理器、内存和一组相关外设通过总线连接并集成在单个芯片上。根据摩尔定律，多核处理芯片的趋势已经确立。对于大多数设计师来说，高效能处理器与硬件加速器的结合是在性能和功耗之间取得最佳平衡的首选，因为根据动态功耗计算，计算能力呈指数级增长。这种趋势要求将应用任务分散到多个处理元素中，这样每个处理元素可以单独开启或关闭以节省功耗，可以在其优化的电源