Details

Работа посвящена исследованию сетей межсоединений и разработке сетей межсоединений типа «crossbar», «общая шина» и «дельта-сеть». Цель работы – Разработать сети межсоединений «crossbar», «общая шина» и «дельта-сеть» на языке SystemVerilog в соответствии с протоколом AXI4-Lite. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: 1. Обзор способов построения коммутаторов и мостов сопряжения для микропроцессорных ядер; 2. Разработка сетей межсоединений типа «crossbar», «дельта-сеть», «общая шина» с использованием протокола AXI4-Lite на языке SystemVerilog HDL; 3. Оценка физических характеристик сетей межсоединений типа «crossbar», «дельта-сеть», «общая шина» при реализации на кристалле. В результате исследования были изучены, а также описаны на языке SystemVerilog в соответствии с протоколом AXI4-Lite характерные типы сетей межсоединений.  В частности, были спроектированы модули следующих сетей межсоединений: «crossbar», «общая шина» и «дельта-сеть». Для данных модулей были написаны тестовые окружения на языке SystemVerilog. Также были получены топологии для написанных модулей с использованием программного обеспечения «OpenROAD-flow-scripts», на основе  было осуществлено сравнение реализаций сетей межсоединения по площади и тактовой частоте.

Object of study is interconnection networks and the development of interconnect networks such as "crossbar", "shared bus" and "delta network". The aim is to develop interconnect networks "crossbar", "shared bus" and "delta network" in the SystemVerilog language in accordance with the AXI4–Lite protocol. The following tasks were solved: 1. Overview of ways to build interconnection networks and interface bridges for microprocessor cores; 2. Development of interconnection networks such as «crossbar», «delta network», «shared bus» using the AXI4-Lite protocol in the SystemVerilog HDL language; 3. Evaluation of the physical characteristics of interconnection networks such as «crossbar», «delta network», «shared bus» when implemented on a chip. As a result of the study, the characteristic types of interconnect networks were studied and described in the SystemVerilog language in accordance with the AXI4-Lite protocol.  In particular, modules of the following interconnect networks were designed: «crossbar», «delta network», «shared bus». For these modules, test environments were written in the SystemVerilog language. Topologies for the written modules were also obtained using the «OpenROAD-flow-scripts» software, which was used to compare the implementations of interconnection networks in terms of area and clock frequency.

• ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1 Обзор способов построения коммутаторов и мостов сопряжения для микропроцессорных ядер
  • 1.1 Назначение коммутаторов и мостов сопряжения в современных СнК
  • 1.2 Обзор способов построения коммутаторов для микропроцессорных ядер
    • 1.2.1 Общая шина
    • 1.2.2 Сеть межсоединений типа «crossbar»
    • 1.2.3 Дельта-сеть
  • 1.3 Сравнение трех типов сетей межсоединений: дельта-сети, «сrossbar» и общей шины
  • 1.4 Обзор способов построения мостов сопряжения
• 2 Разработка сетей межсоединений типа «crossbar», «дельта-сеть», «общая шина» с использованием протокола AXI4-Lite на языке SystemVerilog HDL
  • 2.1 Разработка сети межсоединений «crossbar» на основе протокола AXI4-Lite
  • 2.2 Разработка сети межсоединений «общая шина» на основе протокола AXI4-Lite
  • 2.3 Разработка сети межсоединений «дельта-сеть» на основе протокола AXI4-Lite
• 3 Оценка физических характеристик сетей межсоединений типа «crossbar», «дельта-сеть», «общая шина» при реализации на кристалле
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ А
  • А1 Описание модуля сети межсоединений «crossbar»
  • А2 Использованные пользовательские типы данных
  • А3 Тестовое окружение сети межсоединений «crossbar»
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б
  • Б1 Описание модуля сети межсоединений «общая шина»
  • Б2 Использованные пользовательские типы данных
  • Б3 Тестовое окружение сети межсоединений «общая шина»
• ПРИЛОЖЕНИЕ В
  • В1 Описание модуля сети межсоединений «дельта-сеть»
  • В2 Использованные пользовательские типы данных
  • В3 Тестовое окружение сети межсоединений «дельта-сеть»