片上网络NoC（一）―― 概述

        也许人们比较熟悉的是片上系统SoC(system-on-chip)，却对片上网络NoC(networ-on-chip)相对陌生一点。其实可以简单的理解为NoC是SoC的“升级版”或者“加强版”。

         随着半导体工艺和集成电路技术的快速发展，SoC的集成度越来越高，单个芯片上往往可以集成数百个诸如微处理器、存储器、I/O接口的知识产权核（Intellectual Property Cores，IP核）。但尽管如此，随着现在嵌入式电子产品的功能越来越复杂，SoC已经渐渐的不能满足需要。主要存在三方面的问题：
        一，可扩展性差。传统的SoC采用的是总线结构，而该结构限制了可以连接的资源的数目。总线的地址空间不可能无限的扩展。而且，由于各个资源共享连接的介质，虽然总线可以由多个用户共享。但是一条总线无法支持一对以上的用户同时通信。所以这种串行访问机制导致了通信的瓶颈，限制了其扩展性。
        二，通信效率低下。当系统有多个内核的时候，需要很长的连线。这不仅限制了总线的连接速度，功耗也很难控制。
        三，单一时钟同步问题。集成电路设计工艺技术的进步使得工艺特征尺寸进入纳米级，器件的工作频率迅速上升，时钟频率在达到10GHz后，由连线带来的时延问题愈发严重，这也将给电路的设计带来巨大的影响，信号在全局连线上的传播可能需要好几个时钟周期，对于时钟偏移（clock skew）将不能进行精确地控制，而且时钟树的功耗在整个芯片功耗中比重较大，使用单一系统的时钟来同步整个芯片是极其困难的。

 

 

参考：《基于格型拓扑结构的片上网络路由算法研究》，杨磊，西安电子科技大学，2012