2、分布式系统中多事务总线的分析建模

分布式系统中多事务总线的分析建模

1. 引言

片上网络（NoC）在片上系统（SoC）设计中被提出以实现高性能和可扩展性。互连建模广泛用于评估性能，特别是对于大规模NoC。传统上，许多研究采用片外网络方法对片上网络性能进行建模，也有不少研究通过M/G/1/N排队模型进行路由器建模。然而，当前产品和应用通常采用无缓冲微架构，基于排队模型的方法不太适用于当前应用。

在互连中考虑性能和硬件复杂性的权衡时，有三个关键因素：
1. 单事务和多事务总线架构 ：传统单总线架构将所有总线资源分配给一个组件，当一个组件与另一个组件通信时，其他组件无法访问总线，限制了SoC性能和多处理器通信。多事务通信可在一个总线周期内通过多个事务进行多次访问，能有效提高带宽，如IBM Cell BE，但也显著增加了仲裁复杂性以确保通信公平性。
2. 集中式和分布式仲裁 ：集中式架构将所有请求集中在单个仲裁单元，随着路由器数量增加，硬件延迟和复杂性显著增加，难以高效处理大量路由器。分布式仲裁在每个本地路由器进行，仅确定冲突路径中的一条待处理路径，可显著降低仲裁复杂性。
3. 缓冲和无缓冲路由器微架构 ：许多关于缓冲NoC路由器或缓冲交换机的研究不适用于片上网络。无缓冲路由器微架构无需排队缓冲区，已用于许多产品，如Intel Larrabee和IBM Cell BE环形网络。由于设计复杂度低，片上网络路由器更倾向于无缓冲微架构。

网络拓扑也是影响性能的重要因素。在分布式系统中，路由器的复杂性取决于网络拓扑的路由器度数而非路由器数量。环形网络在速度、可扩展性、复杂性和资源使用之间