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作为一种全新的IC芯片设计体系架构,片上网络(NoC)通过借鉴计算机网络技术的思想,解决了存在于片上系统(SoC)中的扩展性差、时钟管理难、地址空间有限等问题。在不久的将来,NoC设计技术极有可能取代SoC,成为IC芯片设计的主流解决方案。路由器是NoC系统的核心部件,直接决定整个网络的性能。本文以支持虚通道动态分配的NoC路由器作为研究目标,对该类路由器架构设计基础与组成模块进行了详尽的分析与探索。并针对此类路由器通信流水线过长、通道分配仲裁多等导致的延时问题,提出了一种支持虚通道动态分配的低延时片上网络路由器架构。设计将Speculation和Lookahead两种低延时策略应用到支持虚通道动态分配的NoC路由架构上,形成混合低延时路由。该路由架构主要从三个方面,实现了低延时的要求：其一,Speculation,该策略针对已经在快速虚通道(VC)分配模块完成VC分配的微片,控制交换开关分配器(SA)仲裁启动,达到虚通道分配器(VA)与SA并行执行的目的,降低了节点内数据包处理延时；其二,快速分配模块,可提前快速实现VC分配,有助于更好的实现VA与SA的并行,其通过与下一个时钟周期的快速分配请求信号进行必要的逻辑操作,实现输出端口与VC分配控制信号的快速产生；其三,Lookahead,该策略通过在上一路由提前实现部分微片进行路由计算,将带有路由计算结果的bypass微片与普通微片一起路由到本级路由,到达本级路由的bypass微片会被缓存在输入通道,无需在经过路由计算,此过程减轻了本级路由流水线第一级的路由计算的压力,降低了节点间的网络转发延时。本文通过BookSim2.0模拟平台,在吞吐量与网络延时两个方面,对提出的混合低延时路由器架构进行了性能评估。并在相同的拓扑结构、路由算法、初始虚通道数目等条件下,对比了Speculation与Lookahead两种低延时策的性能效果。试验结果显示,本文提出的混合低延时路由架构,在延时、吞吐量上均优于另外两种低延时策略,证明了该架构设计方案的可行性与正确性。