基于多维数组的高速片上网络模拟器的设计与实现

作     者：刘雨辰 

作者单位：内蒙古大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何立强

授予年度：2014年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：片上网络 模拟器 多维数组 多线程 

摘      要：片上网络作为片上多核处理器提供了一种解决方案,解决了传统总线型结构处理器在功耗和数据吞吐率上的瓶颈,具有良好的扩展性和并行传输性。然而其复杂多样的拓扑结构、路由算法和众多配置参数构成了庞大的设计空间,为研究人员选择某种合适的模型带来了很大的困难,因而合适的片上网络模拟器能极大地简化建模难度,缩短建模时间。 本文提出了一种改进的片上网络模拟器的设计方法并基于此方法实现了一个高速片上网络模拟器,将模拟器程序中所有涉及到数值的部分都用不同的多维数组来分别归类表示,即将模拟器各个功能模块的参数以及运行过程中的网络负载数据的传输都抽象为对多维数组的数值查找和更新计算。基于此种数据存储结构,实现了片上网络中的核结点和路由结点等模块并提供了典型的片上网络模型供用户选择和配置,同时还提供了相对于其他模拟器更加强大灵活的扩展性。此外,还利用pthreads多线程对模拟器程序进行加速,使结点之间的数据传输并行化,以缩短模拟器的运行时间,使该模拟器能够胜任对未来上千核的大规模片上网络的建模。 为了验证模拟器的正确性和优势,本文将其与学术界广泛使用的模拟器Graphite进行了对比,通过在这两个模拟器上建立相同的模型并运行相同的网络负载—SPLASH2,对比了这两个模拟器对所建模型的性能评估结果和运行时间,得出所设计的模拟器的较准确,且运行速度高于Graphite,此外还分析了模拟器运行过程中的内存占用情况。