项目名称: 三维片上网络通信自适应容错方法研究

项目编号: No.61474036

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 欧阳一鸣

作者单位: 合肥工业大学

项目金额: 77万元

中文摘要: 三维片上网络通过硅通孔(TSV)将多层芯片进行堆叠,具有集成密度大,通信效率高等特点,是片上多核及众核系统的主流通信架构。然而工艺偏差及物理缺陷所引发的错误和TSV良率较低等因素,使得三维片上网络面临严重的故障问题。为保证通信效率,对三维片上网络进行容错设计必不可少。本课题拟以三维片上网络通信的三个基本阶段为主线,研究能够根据故障状态动态选择最优容错策略的自适应容错方法。首先,研究基于FIFO故障粒度划分的自适应容错方法,突破传统粗放式FIFO容错的局限;其次,设计针对关键部件冗余加固的高可靠交叉开关,在故障状态下保证芯片正常通信;再次,探究能够感知TSV故障的自适应容错路由算法,在TSV出现严重故障时,使芯片通信性能损失降到最小;最后,研究基于自适应TSV控制器的高效容错策略,屏蔽TSV故障。通过本课题的研究,建立系统的自适应容错体系,为提升三维集成电路的可靠性提供理论方法和关键技术。

中文关键词: 集成电路;三维片上网络;硅通孔;自适应容错;故障测试

英文摘要: 3D NoC stacking the multi-chips with TSV has many advantages, such as high integration density and high communication efficiency. It is the mainstream of communication architecture on multi-core and many-core systems. However, due to the process variation, physical defects and low yield of TSV, 3D NoC is facing serious problems. It is essential to design a fault-tolerant mechanism for 3D NoC to ensure the efficiency of communication. Our project will explore an adaptive method to select an optimal fault-tolerant strategy, which is based on the three basic phases of 3D NoC communication. Firstly, we research an adaptive fault-tolerant mechanism based on granular partition to overcome the limitation of traditional extensive fault-tolerant based on FIFO fault granularity partition. Secondly, we design a highly reliable crossbar through the redundancy of key component to ensure normally communication under fault conditions. Thirdly, we explore an adaptive fault-aware routing algorithm to minimize the degradation of chip performance in the event of a TSV failure. Lastly, to mask the fault TSV, we explore a high-efficiency fault-tolerant strategy using the adaptive TSV controller. By researching the adaptive fault-tolerant architecture of 3D NoC, our project will provide theoretical method and key technology for the reliability of 3D ICs.

英文关键词: Integrated Circuit;3D NoC;Through-Silicon-Via;Adaptive Fault-tolerant;Fault Test

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