MAX2181應(yīng)用汽車FM的低噪聲放大器（一）

　　NoC的各同步單元在遵守通信協(xié)議的前提下協(xié)同工作，如有NoC系統(tǒng)有擴(kuò)展的需要，只需增加一個(gè)系統(tǒng)中已經(jīng)存在的通信開關(guān)的副本，同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)通信接口，把擴(kuò)展的功能單元集成到NoC的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲芯涂赏瓿?。NoC有可復(fù)用可擴(kuò)展的通信機(jī)制，同時(shí)改用全局異步局部同（Glo bal Asynohronized Local Synchronized，GALS）方式工作，沒有全局的控制信號的干預(yù)，所以NoC的可擴(kuò)展性好。

　　衡量NoC性能的主要指標(biāo)就是通信帶寬。NoC采用全局異步局部同步的通信方式，雖然得到了一些好處，但缺點(diǎn)也明顯，例如實(shí)時(shí)通信帶寬不能達(dá)理想高度。但從整個(gè)NoC的平均通信帶寬上看，全局的平均通信帶寬比基于總線方式的平均通信帶寬高?？傊S著工藝集成度的逐漸提高，NoC在解決全局時(shí)鐘同步問題、深亞微米效應(yīng)、擴(kuò)展性和設(shè)計(jì)與生產(chǎn)之間的鴻溝上都優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

　　2 NoC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)心的是節(jié)點(diǎn)的布局和互連。NoC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇對系統(tǒng)性能和芯片面積有明顯的影響。NoC可根據(jù)應(yīng)用的需要采用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可分為規(guī)則結(jié)構(gòu)、非規(guī)則結(jié)構(gòu)等。相對于規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以提高性能、降低功耗、減小面積，但同時(shí)產(chǎn)生版圖設(shè)計(jì)、不均勻的線長等設(shè)計(jì)問題。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的衡量標(biāo)準(zhǔn)通常是以理論上影響路由成本和性能為基礎(chǔ)，除了要考慮普通網(wǎng)絡(luò)中所關(guān)心的節(jié)點(diǎn)數(shù)量、邊的數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)維度、網(wǎng)絡(luò)直徑、平均距離、對分寬度之外，還要考慮通信模式的嵌入屬性，例如消息吞吐量、傳輸延遲、功耗、芯片而積等。

圖1是簡單的NoC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)體現(xiàn)NoC中通訊節(jié)點(diǎn)在芯片中的分布和連接。由于系統(tǒng)需求、節(jié)點(diǎn)模塊的尺寸和位置不同，需要不同類型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有很多種可供選擇的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。良好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須考慮以下因素：路由節(jié)點(diǎn)與處理器節(jié)點(diǎn)或者路由節(jié)點(diǎn)之間的通信帶有明顯的局部性特征；NoC中資源節(jié)點(diǎn)的物理尺寸與通訊節(jié)點(diǎn)的物理尺寸相互影響；NoC使用物理連線作為通信信道，因此節(jié)點(diǎn)之間的連接不能太復(fù)雜，且要具有易擴(kuò)展性。

　　片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)常用的為直接型結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)與相鄰節(jié)點(diǎn)之間以點(diǎn)對點(diǎn)方式或直接互聯(lián)的方式連接，如網(wǎng)格（Mesh）結(jié)構(gòu)，Mesh結(jié)構(gòu)足規(guī)則的NoC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具備硬件實(shí)現(xiàn)簡單、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)，因此做為NoC以最為常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。包括了規(guī)則的Mesh結(jié)構(gòu)、不規(guī)則的Mesh結(jié)構(gòu)、多層Mesh結(jié)構(gòu)、稀疏的Mesh結(jié)構(gòu)，二維環(huán)狀Mesh結(jié)構(gòu)，還有胖樹結(jié)構(gòu)、八角形網(wǎng)絡(luò)等。圖2所示為采用二維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的片上網(wǎng)絡(luò)，這是較常用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該二維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由資源單元和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括交換單元、通信通道和資源與網(wǎng)絡(luò)的接口，資源單元由嵌入式系統(tǒng)或者存儲器系統(tǒng)構(gòu)成。圖中S表示交換單元，P與C分別表示處理器單元與緩沖存儲器，D表示DSP單元，re表示可配置單元，如FPGA單元。mi表示資源與網(wǎng)絡(luò)的接口，M表示存儲單元。圖中每一個(gè)方形區(qū)域（Region）用于映射不同結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，例如處理器子系統(tǒng)和存儲器子系統(tǒng)合成的區(qū)域，區(qū)域的規(guī)?？梢源笥谝话愕馁Y源單元，但區(qū)域與片上網(wǎng)絡(luò)其他部分的互連需要通過交換單元進(jìn)行。

　　法國Pierre et Marie Curie大學(xué)的Pierre Guerrier等人在2000年提出了稱為胖樹（Fat-tree）結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖3所示。r是通訊節(jié)點(diǎn)，p是資源節(jié)點(diǎn)，其在設(shè)計(jì)一種可升級、可編程的集成網(wǎng)絡(luò)時(shí)采用了這種結(jié)構(gòu)。與二維網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)相比，胖樹結(jié)構(gòu)中樹的深度決定了點(diǎn)對點(diǎn)的延遲，兩個(gè)資源結(jié)點(diǎn)間的通訊最多需要經(jīng)過3個(gè)通訊結(jié)點(diǎn)。

　　與此同時(shí)，F(xiàn)．Karim等人在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)處理器時(shí)提出了八角形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖4所示。類似于胖樹網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)資源結(jié)點(diǎn)間的點(diǎn)對點(diǎn)的延遲取決于源點(diǎn)與終點(diǎn)的相對位置。任意兩個(gè)資源結(jié)點(diǎn)間的通訊最多需要通過兩個(gè)內(nèi)部連線。