细粒度NoC容错路由：利用故障节点的自适应算法

"基于故障节点再利用的细粒度NoC容错路由算法" 在当前的集成电路设计中，片上网络（Network-on-Chip，NoC）已成为多核处理器通信架构的关键组成部分。传统的NoC容错策略通常采用粗粒度的方法，即将节点视为完全可用或完全失效，这往往会导致资源的浪费。针对这一问题，该研究提出了一种创新的细粒度自适应容错路由算法，旨在有效利用那些部分故障的节点。 该算法首先将各种类型的硬件故障抽象成一个统一的功能故障模型，简化了故障处理的复杂性。通过这种方式，即使节点存在部分故障，也能尽可能地保持其部分功能，从而减少资源的闲置。算法的核心是结合了路由端口优先级策略和奇偶转向模型。路由端口优先级策略允许根据端口的可靠性来动态调整数据包的转发路径，确保数据包能避开故障概率较高的端口，提高通信的稳定性。而嵌入的奇偶转向模型则用于防止网络中的死锁情况，确保数据包能够顺利到达目的地。 在实际应用中，算法的表现受到负载和故障数量的影响。实验结果显示，随着网络负载的增加和故障节点的增多，该细粒度算法展现出更优秀的容错性能。这意味着在高压力和高故障率的环境下，该算法更能保证NoC的正常运行，验证了其在提高系统可靠性和资源利用率方面的有效性。 该研究的意义在于提供了一种更为精细的容错解决方案，不仅提高了NoC的容错能力，还降低了由于粗粒度容错策略导致的资源浪费。这对于设计高可靠性的多核处理器和大规模集成电路具有重要的理论和实践价值。通过优化路由策略并考虑节点的局部可用性，该算法有望在未来片上系统设计中发挥重要作用，推动NoC技术的发展。 关键词：片上网络（NoC）、容错、故障模型、优先级、细粒度、奇偶转向模型 中图分类号：TP302（计算机系统结构）、TP301.6（计算机网络及通信） 文献标志码：A 文章编号：1001-3695（2012）07-2586-03 doi：10.3969/j.issn.1001-3695.2012.07.050 作者简介：陈庆强（1987-），男，山东泰安人，硕士研究生，研究方向为片上网络容错路由；罗兴国（1951-），男，重庆人，教授，博导，研究方向为计算机网络体系结构；张帆（1980-），男，安徽芜湖人，博士研究生，研究方向为高性能计算机体系结构；刘亮亮（1987-），男，山东邹城人，硕士研究生，研究方向为片上网络微体系结构。