论文部分内容阅读
3D NoC（三维片上网络）作为一种基于网络架构的高集成度、多处理器系统，它结合了平面结构 NoC（片上网络）与三维堆叠技术的优势，逐渐成为集成电路未来的主要发展趋势。与此同时，用户对芯片系统功能不断提出更多需求，因此3D NoC内部集成的IP核（Intellectual Property Core）数量成倍增加，同时IP核之间的互连结构也愈加复杂，导致用于保证产品良率的芯片测试工作面临更多的挑战。探究高效的测试调度优化方法，对降低芯片测试成本与产品的开发总成本、缩短产品上市周期具有重要意义。
针对3D NoC测试调度困难、并行测试效率低的问题，本文提出一种层次着色赋时 Petri 网（HCTPN）与改进萤火虫算法（IFA）相结合的测试调度优化方法，该方法分为三步对上述问题予以解决：
首先，通过 HCTPN 模型分层描述系统调度过程与局部测试细节，使 IP 核的测试行为体现为着色托肯在模型中的流转，为实时观察与分析系统测试状况、网络拥塞程度提供有效手段。建模过程中还引入了着色思想和赋时、抑止弧的概念，依次起到压缩网规模和增强模型描述能力的作用。
其次，为了优化HCTPN模型中的路由调度过程，本文结合3D Torus拓扑结构中边缘节点间存在众多互连线的优势，提出一种改进路由算法：当测试矢量的路由路径中包含直接相连的边缘节点时，该测试矢量可通过节点间的长互连线直接进行传输，以此减少数据包转发次数并缓解路径冲突现象，从而缩短路由时长。
最后，为了实现HCTPN模型的高效求解，本文结合混沌优化方法与种群多样性监控策略及差分变异策略，对萤火虫算法进行改进，使其具备持续优化的能力，并采用改进后的IFA算法对模型的变迁发生序列进行寻优，从而获得测试时间最短、调度效率最高的测试调度优化方案。
在ITC02测试集上进行实验，仿真结果表明，HCTPN模型能清晰刻画测试的调度过程、资源争抢、优先级等特性；改进路由算法能实现测试时间的二次优化；IFA算法能高效求得测试调度最优解，测试时间较其他方法最大程度上减少了21.9%，有效提升了测试效率，故可将其用于3D NOC的测试调度优化中。
针对3D NoC测试调度困难、并行测试效率低的问题，本文提出一种层次着色赋时 Petri 网（HCTPN）与改进萤火虫算法（IFA）相结合的测试调度优化方法，该方法分为三步对上述问题予以解决：
首先，通过 HCTPN 模型分层描述系统调度过程与局部测试细节，使 IP 核的测试行为体现为着色托肯在模型中的流转，为实时观察与分析系统测试状况、网络拥塞程度提供有效手段。建模过程中还引入了着色思想和赋时、抑止弧的概念，依次起到压缩网规模和增强模型描述能力的作用。
其次，为了优化HCTPN模型中的路由调度过程，本文结合3D Torus拓扑结构中边缘节点间存在众多互连线的优势，提出一种改进路由算法：当测试矢量的路由路径中包含直接相连的边缘节点时，该测试矢量可通过节点间的长互连线直接进行传输，以此减少数据包转发次数并缓解路径冲突现象，从而缩短路由时长。
最后，为了实现HCTPN模型的高效求解，本文结合混沌优化方法与种群多样性监控策略及差分变异策略，对萤火虫算法进行改进，使其具备持续优化的能力，并采用改进后的IFA算法对模型的变迁发生序列进行寻优，从而获得测试时间最短、调度效率最高的测试调度优化方案。
在ITC02测试集上进行实验，仿真结果表明，HCTPN模型能清晰刻画测试的调度过程、资源争抢、优先级等特性；改进路由算法能实现测试时间的二次优化；IFA算法能高效求得测试调度最优解，测试时间较其他方法最大程度上减少了21.9%，有效提升了测试效率，故可将其用于3D NOC的测试调度优化中。