可重構片上網絡 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳少傑 著

圖書標籤:

• 片上網絡
• NoC
• 可重構計算
• 計算機體係結構
• 並行計算
• 嵌入式係統
• 硬件設計
• 通信網絡
• 低功耗設計
• 異構計算

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118091779

商品編碼：29728972826

包裝：平裝

齣版時間：2014-02-01

基本信息

書名：可重構片上網絡

定價：79.00元

作者：陳少傑

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2014-02-01

ISBN：9787118091779

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《可重構片上網絡》(作者陳少傑、藍英誠、蔡文宗、鬍玉衡)共分為三個部分。**部分，簡要介紹瞭NoC的主要概念，除瞭介紹動機和基本原理外，還給齣瞭基本的背景知識，以便讀者簡要瞭解相關學科；第二部分，討論瞭NoC網絡性能改進的設計方法，包括路由、故障容錯、能量感知和任務調度等；第三部分，闡述瞭一個基於雙嚮鏈路的NoC平颱結構實例，詳細分析瞭包括設計原理，性能改進特性，故障容錯和能量感知特點等。

內容提要

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《可重構片上網絡》(作者陳少傑、藍英誠、蔡 文宗、鬍玉衡)闡述瞭近年片上網絡實現和設計方麵 的進展，專注於從物理、網絡到應用層的大量片 上通信問題。深入探索瞭包括包路由、資源仲裁和通 信調度等特定主題。此外，深入研究 並給齣瞭一個新穎的雙嚮通道NoC體係結構， 《可重構片上網絡》為需要實踐經驗的工程師提 供瞭關於片上網絡設計和實現方麵的知識。
為讀者詳細介紹瞭NoC設計的各方麵基礎知識， 並為有NoC經驗的設計人員做瞭深入分析 以開展進一步的研究。
描述瞭多種片上通信體係結構，包括一個新穎的 雙嚮通信通道NoCo。

目錄

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部分 片上網絡介紹
　章 以通信為中心的設計
　　1．1 以通信為中心的設計概念
　　　1．1．1 多處理器SoC
　　　1．1．2 傳統的片上通信方案
　　　1．1．3 NoC的齣現
　　1．2 NoC概念
　　1．3 NoC的分層
　　　1．3．1 物理層
　　　1．3．2 網絡層
　　　1．3．3 應用層
　　1．4 動機和貢獻
　　　1．4．1 動機
　　　1．4．2 貢獻
　　1．5 本書章節組織結構
　　參考文獻
　第2章 預備知識
　　2．1 背景知識
　　2．2 傳統NoC體係結構
　　2．3 傳統路由器體係結構
　　2．4 流控機製
　　　2．4．1 包緩衝流控
　　　2．4．2 基於蟲洞流控的路由器
　　　2．4．3 基於虛通道流控的路由器
　　2．5 路由和仲裁技術
　　　2．5．1 問題分解
　　　2．5．2 當前技術發展水平
　　2．6 服務質量控製
　　　2．6．1 麵嚮連接方法
　　　2．6．2 無連接方法
　　2．7 可靠性設計
　　　2．7．1 NoC的故障類型
　　　2．7．2 NoC的可靠性設計
　　2．8 能量感知任務調度
　　參考文獻
第二部分 片上網絡設計方法探究
　第3章 高性能NOC路由技術
　　3．1 NoC路由基礎知識
　　　3．1．1 NoC路由特性
　　　3．1．2 死鎖和活鎖問題
　　　3．1．3 NoC中無死鎖路由方法
　　3．2 基於轉嚮模型的路由基礎知識
　　　3．2．1 奇偶轉嚮模型
　　　3．2．2 奇偶轉嚮模型路由算法，ROUTE
　　　3．2．3 提齣轉嚮模型路由方法的動機
　　3．3 轉嚮模型全自適應路由
　　　3．3．1 轉嚮禁令解除
　　　3．3．2 路徑禁令解除
　　　3．3．3 無死鎖和無活鎖
　　　3．3．4 故障容錯優點
　　　3．3．5 性能評估
　　3．4 小結
　　參考文獻
　第4章 NoC可靠性中性能和能量均衡技術
　　4．1 NoC的可靠性
　　4．2 NoC可靠性技術
　　4．3 故障模型
　　4．4 NoC的能耗
　　　4．4．1 能量度量推導
　　　4．4．2 重傳緩衝器的影響
　　　4．4．3 每個有用位能量的重新計算
　　4．5 實驗結果
　　　4．5．1 實驗建立
　　　4．5．2 用於實驗的差錯控製編碼
　　　4．5．3 結果分析
　　4．6 小結
　　參考文獻
　第5章 NoC Dvs係統的能量感知任務調度
　　5．1 問題陳述
　　　5．1．1 應用和體係結構定義
　　　5．1．2 廣義能量感知任務調度問題
　　　5．1．3 動態電壓調節(DvS)
　　5．2 啓發性例子
　　5．3 算法解決方案
　　　5．3．1 任務優先權排序
　　　5．3．2 任務分配
　　　5．3．3 功率優化
　　　5．3．4 重調度建立
　　5．4 實驗結果
　　5．5 小結
　　參考文獻
第三部分 個案研究：雙嚮NOC(BiNOC)體係結構
　第6章 雙嚮NoC體係結構
　　6．1 問題描述
　　　6．1．1 啓發性例子
　　　6．1．2 通道帶寬利用率
　　6．2 雙嚮通道
　　　6．2．1 設計需求
　　　6．2．2 相關工作
　　6．3 BiNoC：雙嚮NoC路由體係結構
　　　6．3．1 采用蟲洞流控的BiNoC路由器
　　　6．3．2 采用虛通道流控的BiNoC路由器
　　　6．3．3 重構輸A／輸齣端口
　　　6．3．4 通道控製模塊
　　　6．3．5 虛通道分配器
　　　6．3．6 開關分配器
　　6．4 雙嚮通道方嚮控製
　　　6．4．1 路由器間傳輸方案
　　　6．4．2 雙嚮通道路由方嚮控製
　　　6．4．3 資源競爭
　　　6．4，4 包排序
　　　6．4．5 包傳輸中斷
　　6．5 BiNoC特性
　　　6．5．1 實驗建立
　　　6．5．2閤成流量分析
　　　6．5．3 實際應用實驗
　　　6．5．4 麵積和功耗的實現細節
　　　6．5．5 實現開銷
　　6．6 小結
　　參考文獻
　第7章 BiNoC的服務質量
　　7．1 NoC的QoS控製
　　7．2 NoC典型的五連接Qos機製
　　7．3 啓發性例子
　　7．4 BiNoC路由器的QOS設計
　　　7．4．1 優先vC管理和路由器間仲裁
　　　7．4．2 優先權排序的無死鎖路由約束
　　7．5 路由器間傳輸方案
　　7．6 BiNOC通道方嚮受控的QoS設計
　　　7．6．1 高優先級有限狀態機的操作
　　　7．6．2 低優先級有限狀態機的操作
　　7．7 性能評估
　　　7．7．1 BiNoC—QoS和BiNoC一4vC的比較
　　　7．7．2 BiNOC-0S和NOC—QOS的比較
　　　7．7．3 優先路由分析
　　　7．7．4 消耗率分析
　　　7．7．5 CS和BE通信流的比較
　　7．8 小結
　　參考文獻
　第8章 B5NOC中的故障容錯
　　8．1 問題和動機
　　8．2 故障容錯基礎知識
　　　8．2．1 NoC申的故障類型
　　　8．2．2 NoC中的故障容錯
　　　8．2．3 NoC中的雙嚮通道
　　　8．2．4 當前的故障容錯方案問題
　　　8．2．5 我們提齣的技術方法
　　8．3 雙嚮故障容錯NoC體係結構
　　　8．3．1 雙嚮通道
　　　8．3．2 雙嚮路由器體係結構
　　　8．3．3 通道方嚮變化握手協議
　　　8．3．4 故障容錯控製步驟
　　　8．3．5 路由器間死鎖和解決方法
　　　8．3．6 失效率改進
　　　8．3．7 可靠性提高
　　8．4 實驗結果
　　　8．4．1 閤成流量實驗
　　　8．4．2 真實流量實驗
　　　8．4．3 開銷分析
　　8．5 小結
　　參考文獻
　第9章 BsNOC能量感知應用映射
　　9．1 引言
　　　9．1．1 任務和通信調度
　　　9．1．2 BiNoC體係結構通信模型
　　9．2啓發性例子
　　9．3 BiNoC的任務和通信調度
　　　9．3．1 BiNoC中的通信模型和流量
　　　9．3．2 性能改進方法
　　　9．3．3 自學習和濾網框架
　　9．4 功耗優化方案
　　　9．4．1 粗粒度功耗優化
　　　9．4．2 細粒度功耗優化
　　　9．4．3 有效功耗調度
　　9．5 實驗結果
　　9．6 小結
　　參考文獻
　0章 總結
附錄A 仿真環境
附錄B 性能度量
　參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《精巧互聯：現代電子係統的脈絡》 在信息爆炸的時代，電子係統的設計與性能已成為衡量科技進步的關鍵指標。從智能手機的微型芯片到高性能計算的龐大集群，連接構成瞭這一切高效運作的基石。本書《精巧互聯：現代電子係統的脈絡》並非聚焦於某一特定技術，而是深入剖析瞭電子係統內部信息傳輸的底層邏輯與演進之道，旨在揭示驅動當今數字世界運轉的“血管”與“神經”係統。 第一章：信號的湧動——從比特到信息流 本章將追溯信息傳播的源頭，探討數字信號如何在電子元件之間傳遞。我們將從最基礎的二進製度量單位——比特——齣發，理解其承載的意義，並進一步闡述比特如何匯聚成信息流。這一過程涉及到信號的編碼、傳輸介質的特性、以及在不同層級上信息流的形態變化。我們將考察邏輯門、寄存器等基本單元如何處理和傳遞信號，以及這些微觀層麵的操作如何纍積，最終形成復雜的數據流。此外，本章還將觸及信號完整性這一至關重要的議題，分析信號在傳輸過程中可能遇到的失真、噪聲等問題，以及早期解決這些問題的基本方法。我們將看到，即便在最簡單的電路設計中，對信號特性的理解也是一切互聯的基礎。 第二章：連接的藝術——串行與並行的對話 本章將深入探討信息在電子係統中兩種最基本的傳輸模式：串行傳輸與並行傳輸。我們將詳細解析這兩種模式的原理、優缺點，以及它們在不同應用場景下的適用性。串行傳輸以其簡潔的布綫和低成本的優勢，在高性能接口、長距離通信等領域大放異彩；而並行傳輸則憑藉其高吞吐量，在數據總綫、內存接口等對速度要求極高的場景中扮演著重要角色。本書將通過生動的實例，展示不同類型的串行接口（如USB、PCIe）和並行接口（如SATA、早期CPU總綫）的設計思想與技術演進。我們還將探討在現代設計中，如何通過串行化、解串行化以及時鍾同步等技術，來優化並行傳輸的效率，並解決串行傳輸的低效問題，展現兩者之間動態的平衡與融閤。 第三章：路徑的規劃——從點到點的網絡思維 當係統的規模擴大，連接點增多時，如何有效地規劃信息傳輸的路徑就變得至關重要。本章將引入“網絡”的概念，將其從宏觀的網絡世界映射到微觀的電子係統內部。我們將探討點對點通信的基本模型，以及在多節點係統中，如何構建通往目標節點的“路徑”。這涉及到路由的基本概念，即如何根據信息的目的地，選擇最優的傳輸通道。我們我們將初步瞭解在簡單的網絡拓撲結構中，如總綫型、星型、環型等，信息是如何被導嚮其最終目的地的。同時，本章也將引齣對延遲、帶寬、擁塞等網絡性能指標的早期認識，為後續更復雜的網絡結構打下基礎。 第四章：時序的律動——同步與異步的協奏麯 信息在電子係統中傳輸，離不開精準的時間控製。本章將聚焦於“時序”這一核心概念，深入分析同步與異步兩種主要的時序控製機製。同步時序依賴於全局時鍾信號，確保所有操作在同一時間點上進行，其優點在於設計簡單、易於理解，廣泛應用於CPU內部、時序邏輯電路等。我們將考察時鍾的産生、分發，以及時序約束對係統性能的影響。與之相對，異步時序則不依賴全局時鍾，而是通過握手信號來協調數據傳輸，其優點在於能耗低、對工藝變化不敏感，在一些低功耗設備和特殊應用中具有獨特優勢。本書將對比分析同步和異步設計的優劣，並探討混閤時序的設計策略，展現時間在信息流動中的重要作用。 第五章：抽象的層級——從物理到邏輯的蛻變 現代電子係統極其復雜，其設計往往需要多層級的抽象。本章將探討信息在不同抽象層級上的錶達與處理。從最底層的物理信號，到邏輯門電路，再到更高級彆的模塊和係統，信息以不同的形態存在。我們將考察數字邏輯的構建，如何從簡單的邏輯門組閤成更復雜的組閤邏輯和時序邏輯。本章還將介紹硬件描述語言（HDL）在描述和設計復雜電子係統中的作用，以及如何通過仿真和綜閤工具，將抽象的邏輯設計轉化為實際的硬件電路。我們將理解，正是這種層層遞進的抽象，使得工程師能夠應對日益增長的設計復雜度，並確保信息在不同層級之間能夠無縫銜接。 第六章：緩衝的智慧——提升效率的策略 信息在傳輸過程中，其速率往往不匹配，或者需要臨時存儲。本章將深入探討“緩衝”這一關鍵技術，及其在提升電子係統效率方麵的重要作用。我們將介紹各種類型的緩衝器，如FIFO（先進先齣隊列）、寄存器等，它們如何充當信息流中的“蓄水池”，解決發送端與接收端速率不匹配的問題。通過緩衝，可以有效避免數據丟失，平滑數據流，並允許不同速度的模塊協同工作。本書將通過實例解析，展示緩衝器在I/O接口、處理器與內存之間、以及多級流水綫設計中的應用，理解緩衝如何成為提升整體係統吞吐量和響應速度的關鍵策略。 第七章：誤差的抗爭——可靠性的保障 在復雜的電子係統中，信號傳輸過程中難免會受到各種乾擾，導緻錯誤發生。本章將聚焦於“誤差檢測與糾正”這一議題，探討工程師如何構建健壯的電子係統，保障信息傳輸的可靠性。我們將介紹常見的誤差類型，如比特翻轉、噪聲乾擾等，並深入分析各種錯誤檢測機製，如奇偶校驗、CRC（循環冗餘校驗）等。更進一步，本章還將介紹糾錯碼（ECC）的基本原理，以及它們如何在存儲器、通信鏈路等關鍵領域發揮作用，主動修復傳輸中的錯誤。我們將理解，可靠性是電子係統正常運行的基石，而誤差的抗爭是實現這一基石的關鍵手段。 第八章：功耗的考量——綠色電子的未來 隨著電子設備日益普及，功耗已成為一個不可忽視的問題。本章將從連接的角度，探討電子係統中的功耗産生與優化。我們將分析信息在傳輸、處理過程中所消耗的能量，並介紹各種降低功耗的設計技術。這包括時鍾門控、低功耗邏輯設計、以及如何通過優化互聯結構來減少不必要的信號活動。本書還將探討自適應與動態功耗管理策略，即根據係統負載動態調整功耗，實現能源的最優利用。我們將理解，設計精巧互聯的電子係統，不僅要追求高性能，更要兼顧綠色節能，為可持續發展貢獻力量。 第九章：互聯的演進——展望未來 本章將對前麵章節所探討的互聯技術進行迴顧與總結，並展望未來電子係統互聯的發展趨勢。我們將討論隨著摩爾定律的放緩，以及對更高性能、更低功耗需求的驅動，互聯技術將如何繼續演進。這可能包括更高速率的串行接口、更先進的拓撲結構、以及更智能的路由與調度算法。本書還將探討光互連、量子互連等前沿技術，它們可能在未來的電子係統中扮演的角色。通過對互聯技術演進曆程的梳理，我們將更清晰地看到，支撐現代電子係統不斷突破的，正是那不斷精巧、高效的“脈絡”。 《精巧互聯：現代電子係統的脈絡》力求以清晰的邏輯、嚴謹的分析，帶領讀者穿越層層技術迷霧，理解電子係統內部信息流動的深層奧秘。本書適閤對電子係統設計、計算機體係結構、通信技術等領域感興趣的學生、工程師及研究人員閱讀，旨在啓發讀者從“連接”這一根本視角，審視和理解日新月異的數字世界。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本書，我本來是衝著“網絡”這個詞來的，期待能深入瞭解現代通信架構的底層邏輯。然而，這本書的重點似乎完全偏離瞭我的預期航道。它並沒有深入探討數據包的路由、擁塞控製或者不同網絡協議棧的性能優化，反而花瞭很多篇幅去描述一種非常基礎且略顯抽象的“連接管理”概念。書中對於如何實現高效的數據傳輸鏈路幾乎沒有提及，更彆說涉及到復雜的拓撲結構設計和負載均衡策略瞭。讀完前三章，我感覺自己像是在看一本關於如何搭建簡單電路闆的入門指南，而不是一本關於現代“片上網絡”的專業著作。大量的篇幅被用來闡述為什麼需要連接，而不是如何構建一個健壯、快速的連接係統。這讓習慣瞭閱讀IEEE論文和標準文檔的我，感到非常睏惑和失望。對於一個希望瞭解先進SoC內部通信機製的工程師來說，這種基礎的、幾乎停留在概念層麵的描述，實在難以滿足對深度和廣度的渴求。我期待的宏大藍圖，最終隻呈現給我一堆零散的、未經實踐檢驗的理論片段。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“可重構”特性描述得尤其令人摸不著頭腦。如果我理解得沒錯，一個好的可重構係統應該提供靈活的配置接口和快速的運行時切換能力。然而，這本書對“如何實現重構”的論述，幾乎全部集中在軟件層麵的抽象配置工具上，而對於底層硬件如何支持這種動態重構——比如，如何安全地重路由數據流、如何處理正在進行的事務中斷、如何確保配置切換過程中的數據完整性——這些核心的技術挑戰，作者完全避而不談。書中提及的“重構”更像是概念上的邏輯切換，而不是物理或虛擬連接的實時修改。它沒有提供任何關於FPGA邏輯重載、或者通過軟件定義的網絡（SDN）思想來管理片上資源的具體架構細節。這使得我對“可重構”這三個字背後的技術含量感到非常懷疑，它更像是一個吸引眼球的噱頭，而非一個經過充分技術論證的創新點。

評分☆☆☆☆☆

關於性能評估的部分，這本書的處理簡直是敷衍瞭事。當涉及到衡量網絡效率的關鍵指標時，作者僅僅是泛泛地提到瞭“延遲”和“吞吐量”這兩個名詞，卻從未深入探討過任何實際的度量方法或基準測試（Benchmark）流程。我非常想知道，在作者設想的這個“可重構”的框架下，當網絡負載達到飽和時，實際的端到端延遲會如何變化？是否有針對不同應用場景（如圖像處理、AI推理）的QoS（服務質量）保證機製？書中對此一片空白。相反，它花瞭大量篇幅去討論一個在現代多核處理器中幾乎已經過時的“靜態資源預留”模型，並聲稱其具有某種“內在的和諧性”。這種對落後或不成熟模型的過度美化，讓我對作者的行業洞察力産生瞭深深的懷疑。缺乏量化的數據支持和對比分析，使得這本書的論點漂浮不定，無法作為任何實際設計決策的參考依據。

評分☆☆☆☆☆

從軟件實現的視角來看，這本書對驅動程序和API設計的探討也顯得力不從心。對於一個需要將應用邏輯與底層硬件網絡高效對接的開發者而言，我最需要的是一套清晰、穩定、低開銷的接口規範。這本書裏提供的，卻是一套充滿瞭自創術語的“交互範式”，這些範式似乎隻在作者構建的那個封閉的理論模型中纔能自洽運行。沒有任何關於C++模闆、Rust所有權模型或者CUDA/OpenCL如何與這些“片上網絡”交互的實用代碼片段或設計模式。它完全沒有觸及到異構計算環境中，如何通過高效的內存訪問和零拷貝技術來優化數據傳輸的實際工程問題。讀完後，我感覺自己並沒有獲得任何可以直接用於我當前項目中的工具或思路，它更像是一部關於“如何思考網絡”的教材，而不是“如何構建網絡”的實戰指南，對於工程實踐者的價值極其有限。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格實在是過於晦澀和哲學化瞭，完全沒有體現齣工程技術書籍應有的嚴謹和清晰的邏輯層次。作者似乎沉迷於用一種近乎詩意的語言來描述本應是冰冷、精確的硬件交互過程。比如，描述一個簡單的信號傳遞，可以引齣關於“信息熵減小”的冗長討論，這對於試圖理解特定硬件模塊如何協同工作的讀者來說，無疑是巨大的時間浪費。我花瞭大量時間試圖從那些彎彎繞繞的句子中，提取齣哪怕一條明確的技術規範或者一個可供復現的實驗流程，但最終徒勞無功。書中缺失瞭至關重要的“圖示”和“案例分析”。一個關於復雜係統的描述，沒有清晰的架構圖輔佐，就像沒有地圖的探險，令人無所適從。我希望看到的是時序圖、寄存器映射或者資源分配策略的詳細分解，而不是這種對“連接的本質”的無休止的追問。這種寫作手法，更像是哲學論文的摘要，而非一本嚴肅的工程參考書。