noc 現在尚處於早期研究階段，但是從計算機發展的歷史可以看到noc 必將是soc 之後的下一代主流技術，現在大力開展noc 的基礎理論研究將是十分必要的，本文將介紹noc 的出現背景、基本架構及現在的研究狀況等等，讓您將對noc 有著更為詳盡的了解。
noc出現背景
soc 通常指在單一晶元上實現的數字計算機系統，匯流排結構是該系統的主要特徵，由於其可以提供高效能的互連而被廣泛運用。然而隨著半導體工藝技術的持續發展，出現了一些與匯流排相關的問題：匯流排位址空間有限，由於使用單一時鐘整個晶元均同步的限制。因而在20 世紀末幾個研究小組提出了一種全新的積體電路體系結構noc（network on chip）,其核心思想是將計算機網路技術移植到晶元設計中來，從體系結構上徹底解決匯流排架構帶來的問題。
noc基本概念和結構
noc 是乙個在單一矽晶元上為大型積體電路系統之間通訊時而出現的新興模式，我們把它稱為「片上核互動通訊網路晶元的分層堆疊方法設計。」在乙個片上網路系統，如處理器核心、記憶體條和專門的ip 塊等模組，交換資料使用的是網路作為公共運輸的子系統來傳遞系統資訊。乙個片上網路是由交換機（或路由器）來連通多條點對點的資料鏈路互動構建而成，使得資訊在交換機中可以從任何源模組通過不同的鏈路**到任何目的模組。
noc基本特點及優勢
noc 的電線的鏈結中有許多共享的訊號。因為noc 上所有鏈結都可以同時傳送不同的資料報，從而達到很高的並行水平。因此，隨著整合系統的複雜性不斷增加，noc 相比之前的通訊架構（如專用的點對點訊號線、共享匯流排、用網橋連線的分段匯流排等）提供了更強的效能（如吞吐量）和可擴充套件性。當然，乙個好的演算法必須設計以提供大量的並行性和也能更好地利用片上網路的潛力。
傳統上，積體電路在專用點對點連線上設計的是每乙個訊號用一條線路來傳遞。對於大型設計來說，特別是從物理設計的角度來說，這已經有較多的限制因素了，導線會占用不少的晶元面積。在奈米級的cmos 技術中，導線主宰著效能和動態功率損耗，因為在晶元之間進行電線上的訊號傳輸需要多個時鐘週期。
noc 鏈路的速度、功耗、雜訊、可靠性等效能均可**，我們可以利用**值設計易於控制的結構從而減少設計的複雜度。從系統設計的角度，隨著多核處理器系統的出現，網路是乙個自然而然的架構選擇。片上網路提供了計算和通訊的隔離，通過乙個標準介面支援模組化和ip 復用，處理同步問題，為系統測試提供平台服務，並因此提高工程效率。
noc與soc的比較
noc 技術從體系結構上徹底解決了soc 的匯流排結構所固有的三大問題：由於位址空間有限而引起的擴充套件性問題，由於分時通訊而引起的通訊效率問題，以及由於全域性同步而引起的功耗和面積問題。
noc基礎理論體系
經過近十年的發展，noc 技術的領域框架已經基本成形，上圖給出了noc 基礎理論的體系。noc 技術領域包括體系結構、奈米設計技術、eda實現理論與工具等幾個主要方面。「體系結構」研究noc 的基本軟硬體結構，是當前學術界的研究重點。其中的「ocn 結構」研究noc 的基礎通訊架構(backbone)；「拓撲結構」研究noc通訊系統的拓撲框架；「通訊協議」著眼於基礎架構中的高效通訊；「noc 軟體」側重於作業系統；「noc 基礎元件庫」相當於soc 時代的ip 庫，庫元件既包括soc、ip 等傳統元件，也包括鏈結通道(1ink)、介面、路由器、電開關等noc 時代的特有元件；「系統整合和驗證技術」研究如何在上述基礎上設計noc 晶元。
noc研究現狀及挑戰
儘管noc 能夠從已經確定下來的計算機網路定義借用概念和技術，但是盲目地重複使用經典計算機網路和對稱多處理器的特徵是不切實際的。特別是noc 對交換機的要求更高，需要體積小、節能高效且快速。早期的noc 研究忽略了這些方面，但現在應該更詳細地考慮。路由演算法應該能夠用簡單的邏輯來執行，資料緩衝區應該要達到最低限度。網路拓撲結構和屬性應該是由具體相應的程式而定。
此外noc 的研究動機之一是在公共雲計算基礎設施中提供多個併發使用者在單一多處理器晶元上的資源共享的支援。在這種情況下，硬體的服務質量將會提供有保障的服務水平，這將是一些公司或**客戶端所期盼的特性。迄今為止，在學術界和工業界已經設計和分析了一些noc 原型，但只有少數已實施。然而，從物理鏈路層到網路層，並一路攀公升到系統架構層和應用軟體層，不同級別均有許多具有挑戰性的研究問題有待解決。
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