一种温度均衡的三维片上网络核映射方法与系统

摘要

本发明公开了一种温度均衡的三维片上网络核映射方法与系统。该核映射方法以节点温度方差为优化模型，采用遗传算法实现IP核在三维片上网络体系结构中的映射，不仅可降低芯片峰值温度，去除芯片热点，同时还可使得芯片各层温度均衡分布。本发明通过整合已有片上网络仿真工具Nirgam和温度模型Hotspot，获得详细的芯片温度分布信息，对映射结果进行评估，从而获得更为准确及优化的IP核映射布局。本发明可以应用于任何规则结构的三维片上网络系统。

主权项

一种温度均衡的三维片上网络核映射方法，其特征在于包括如下步骤：1)输入片上网络系统中各IP核的通信关系图以及片上网络体系结构图，以节点温度方差为优化模型，采用基于遗传算法的映射方法，获得IP核在三维片上网络系统中的一种优化布局结果；所述温度方差模型为取片上网络系统中前m个节点的温度与所有节点平均温度的差值平均数，由下式表述：${\sigma }_m=\frac{1}{m}\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{({\mathrm{Th}}_i-{\mathrm{Th}}_{\mathrm{avg}})}^2$遗传算法采用的适应度函数为：min{σ_m}；其中，Th_i为在三维片上网络系统中各节点温度按从高到低排序后，第i位的节点温度；Th_avg为三维片上网络系统中所有节点的平均温度；m值小于等于节点总数目；2)由映射结果确定片上网络体系结构的源与目的节点通信对，将建立的通信关系输入至片上网络仿真器配置文件中，由Nirgam加载配置信息，进行片上网络系统建模与仿真，以获得各节点的功耗、网络通信延时、吞吐量信息；3)将系统各节点功耗轨迹及映射的布局结果输入Hotspot温度模型，获得芯片各层的温度分布；4)判断当前的映射布局结果是否满足优化目标和设计约束条件，若满足则输出映射结果，若不满足，则调整第一阶段采用适应度函数中的m值，回到第一阶段重新产生一种映射布局，再重复继续上述两个阶段，直到获得符合需求的最优映射布局结果。