基于FPGA的NoC驗(yàn)證平臺(tái)的構(gòu)建
其流程簡(jiǎn)述如下:1)根據(jù)硬件架構(gòu)思想和模塊化設(shè)計(jì)策略將用HDL語(yǔ)言描述的NoC連接到FPGA硬件平臺(tái);2)初始化配置FPGA硬件平臺(tái),在PC機(jī)上編寫(xiě)NoC測(cè)試軟件,并通過(guò)Jtag線(xiàn)下載到MPU上運(yùn)行,配置TG產(chǎn)生指定流量,并注入到NoC中;3)當(dāng)FPGA平臺(tái)運(yùn)行時(shí),即當(dāng)數(shù)據(jù)在NoC各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)之間傳送或停止傳送時(shí),用戶(hù)可以隨時(shí)改變配置以產(chǎn)生不同的流量,來(lái)測(cè)試NoC在不同流量下的性能,并隨時(shí)監(jiān)聽(tīng)測(cè)試平臺(tái)的運(yùn)行情況;4)將TR收集到的數(shù)據(jù)在NiosⅡIDE的控制臺(tái)顯示,并保存數(shù)據(jù)。然后對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,并以圖形的方式直觀(guān)顯示待測(cè)NoC的性能。
3 NoC性能統(tǒng)計(jì)處理
在驗(yàn)證平臺(tái)中,采用PC機(jī)對(duì)NoC中運(yùn)行之后相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并借助于第三方工具將處理結(jié)果以圖形方式顯示,以直觀(guān)表示NoC的性能。該平臺(tái)對(duì)于課題組設(shè)計(jì)的Mesh結(jié)構(gòu)的NoC進(jìn)行了功能驗(yàn)證和性能評(píng)估。
主要處理包括平均網(wǎng)絡(luò)吞吐量和最近收到的80個(gè)數(shù)據(jù)包從發(fā)送端到接收端的網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)以及誤碼統(tǒng)計(jì),下面簡(jiǎn)單介紹性能評(píng)估的方法:
1)網(wǎng)絡(luò)平均吞吐量 對(duì)于TR收集到的收包個(gè)數(shù)通過(guò)PC讀取之后,繪制性能曲線(xiàn)圖。以歸一化仿真時(shí)間為基準(zhǔn),以相同時(shí)間段中收集的數(shù)據(jù)包數(shù)目作為網(wǎng)絡(luò)總吞吐量。
式中,總運(yùn)行時(shí)間xlO%表示取歸一化時(shí)延的l/l0。
圖4給出了在不同流量模型下,每包4個(gè)數(shù)據(jù)片時(shí),所設(shè)計(jì)NoC的網(wǎng)絡(luò)平均吞吐量。
2)平均網(wǎng)絡(luò)延遲 對(duì)于TR收集到的最近80個(gè)數(shù)據(jù)包從發(fā)送端到接收端的延遲信息,以歸一化仿真時(shí)間為基準(zhǔn),計(jì)算平均網(wǎng)絡(luò)延遲:
式中,P是發(fā)包總數(shù),每個(gè)包的延遲為L(zhǎng)i,那么Latency就是一段時(shí)間內(nèi)的平均網(wǎng)絡(luò)延遲。
圖5給出了在不同流量模型下,在相同仿真時(shí)間段中接收到的數(shù)據(jù)包的平均網(wǎng)絡(luò)延遲。圖6給出了在相同的流量模型-均勻地址,自相似流量模型下,在相同仿真時(shí)間段中,對(duì)于每包分片不同時(shí)的平均網(wǎng)絡(luò)延遲。
3)誤碼統(tǒng)計(jì) 表l給出了誤碼個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)表,這里所設(shè)計(jì)的NoC是有保障服務(wù),因此,在NoC運(yùn)行過(guò)程中并不產(chǎn)生誤碼。驗(yàn)證結(jié)果與實(shí)際設(shè)計(jì)相一致。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文提出了一種基于FPGA的NoC驗(yàn)證平臺(tái)。詳細(xì)討論了該驗(yàn)證平臺(tái)中FPGA硬件平臺(tái)和NoC軟件的基本功能,并闡述了TG/R,MPU,MPI以及NoC軟件的可重用性等特點(diǎn)。通過(guò)一個(gè)實(shí)例仿真驗(yàn)證的結(jié)果說(shuō)明了該驗(yàn)證平臺(tái)的基本功能和優(yōu)越性。目前正在開(kāi)發(fā)不同參數(shù)化的流量模型,以便將該平臺(tái)用于對(duì)各種不同NoC的驗(yàn)證。
評(píng)論