动态可重构系统的通信结构研究

3.2.2 DyNoC的应用实例
　　
交通灯控制(TLC)可以用一个3×3的DyNoC来实现，由3个模块组成: VGA控制器(VGA),交通灯视觉模块(LV)和交通灯控制模块(TC)。VGA模块可以显示目前路口情况、行人控制键和灯信号；交通灯视觉模块负责控制交通灯内部构造，由VGA模块显示；交通灯控制模块(TC)用来获取行人需求。VGA发出X和Y 像素扫描的位置给交通灯视觉模块，并接收需要显示的颜色；FSM模块用来监控行人的键控输入（片上有两个按钮），向交通灯视觉模块发送转换灯状态的信息，然后显示相应颜色的灯。在3×3 DyNoC中，用正中的路由器来实现与其他所有路由器的连接，其他路由器也保持相互通信以确保高通信量。整个交通灯控制(TLC)的实现可以在没有中断和故障的情况下运行。

表1 4种结构的设计参数


表2 执行参数（在VirtexII上实验得到）


4 相关问题和发展趋势
　　
① 目前片上系统设计中各IP组件可重用，但通信结构无法重用。因此在系统重构时，怎样为动态配置的模块提供一个灵活快速的通信接口成为主要问题。可研究一种动态可重构的NoC架构，能为各IP之间的通信提供灵活的接口，并能通过片上引脚与板级系统的其他芯片进行数据交换，提供较好的通信质量QoS，包括高吞吐量和短延迟等。

② NoC设计的一个重要问题是决定路由类型，这对网络的性能和功耗有重要影响。路由策略越复杂，设计面积就越大，因此需要在面积和性能之间进行折中。选择路由策略应主要考虑实现的复杂性和性能需求两大问题。

③ 重构时隙将影响系统功能的连续性，为提高动态可重构计算系统性能,如何避免或减少重构时隙是实现动态重构系统的瓶颈问题。对于多重context结构的DRFPGA,直接通过context间切换来改变配置信息,控制阵列单元实现新功能重构,切换速度直接影响重构时间的长短,一般仅需几ns。这种重构方式的实现是动态重构技术发展的主要标志。

结语
　　
本文介绍了可重构体系结构和典型的动态可重构计算结构；详细分析了动态可重构系统的通信结构，并对4种通信结构的主要性能进行实验，得出对比数据；列举了一种结构在交通灯控制中的应用实例；最后探讨了动态可重构技术研究面临的相关问题和发展趋势。

参考文献

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刘倩（硕士研究生），主要研究方向为可重构体系结构及实现方法；
李广军（教授、博士生导师），主要研究方向为无线通信系统设计、嵌入式系统设计、通信专用集成电路设计、EDA/SOC设计；
郭志勇（讲师、博士研究生），主要研究方向为嵌入式系统设计、通信专用集成电路设计。