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一种用于片上网络的拥塞感知哈密尔顿最短路径路由算法 被引量:2
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作者 康子扬 彭凌辉 +2 位作者 周干 林博 王蕾 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2022年第6期986-993,共8页
类脑处理器能够支持多种脉冲神经网络SNN的部署来完成多种任务。片上网络NoC能够用较少的资源和功耗解决片上复杂的互连通信问题。现有的类脑处理器多采用片上网络来连接多个神经元核,以支持神经元之间的通信。SNN在时间步内瞬时突发的... 类脑处理器能够支持多种脉冲神经网络SNN的部署来完成多种任务。片上网络NoC能够用较少的资源和功耗解决片上复杂的互连通信问题。现有的类脑处理器多采用片上网络来连接多个神经元核,以支持神经元之间的通信。SNN在时间步内瞬时突发的通信会在短时间内产生大量的脉冲报文。在这种通信行为下,片上网络会在短时间内达到饱和,造成网络拥塞。片上网络中非拥塞感知路由算法会进一步加剧网络拥塞状态,如何在每一个时间步内有效处理这些数据包,从而降低网络延迟,提高吞吐率,成为了目前需要解决的问题。首先对SNN的瞬时猝发通信特性进行了分析;然后提出一种拥塞感知的哈密尔顿路径路由算法,以降低NoC平均延迟和提高吞吐率;最后,使用Verilog HDL实现该路由算法,并通过模拟仿真进行性能评估。在网络规模为16×16的2D Mesh结构的片上网络中,相对于没有拥塞感知的路由算法,在数量猝发模式和概率猝发模式下,所提出的拥塞感知路由算法的NoC平均延迟分别降低了13.9%和15.9%;吞吐率分别提高了21.6%和16.8%。 展开更多
关键词 类脑处理器 片上网络 哈密尔顿路径 路由算法 拥塞感知
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一种类脑处理器片上网络的验证框架
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作者 陈小帆 杨智杰 +7 位作者 彭凌辉 王世英 周干 李石明 康子扬 王耀 石伟 王蕾 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2022年第5期769-778,共10页
近年来,随着摩尔定律的放缓,传统体系结构逐渐面临“存储墙”和“功耗墙”问题。如今新型计算模式和体系结构层出不穷,其中就包含了类脑计算。由于其存算一体的特点,类脑计算已逐步打破了冯·诺依曼体系结构带来的“存储墙”和“功... 近年来,随着摩尔定律的放缓,传统体系结构逐渐面临“存储墙”和“功耗墙”问题。如今新型计算模式和体系结构层出不穷,其中就包含了类脑计算。由于其存算一体的特点,类脑计算已逐步打破了冯·诺依曼体系结构带来的“存储墙”和“功耗墙”限制,在类脑处理器上相关类脑算法得到了高效的应用。现阶段在大规模生物神经网络的应用场景下,需要提升多核类脑处理器的规模可扩展性,保持其高数据吞吐量和低传输延时。现今,大多数多核类脑处理器的设计采用片上网络作为互连结构。然而目前关于这类片上网络的验证研究还相对较少。鉴于片上网络对多核类脑处理器的重要性,建立一套完整而鲁棒的片上网络功能验证框架意义重大。旨在基于随机化方法来生成行为级和FPGA硬件级测试所需的激励文件,通过对日志文件进行高效处理实现较为全面的功能验证。 展开更多
关键词 片上网络 现场可编程逻辑门阵列 功能验证 脉冲神经网络 类脑计算
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Path-Based Multicast Routing for Network-on-Chip of the Neuromorphic Processor
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作者 康子扬 李石明 +5 位作者 王世英 曲连华 龚锐 石伟 徐炜遐 王蕾 《Journal of Computer Science & Technology》 SCIE EI CSCD 2023年第5期1098-1112,共15页
Network-on-Chip(NoC)is widely adopted in neuromorphic processors to support communication between neurons in spiking neural networks(SNNs).However,SNNs generate enormous spiking packets due to the one-to-many traffic ... Network-on-Chip(NoC)is widely adopted in neuromorphic processors to support communication between neurons in spiking neural networks(SNNs).However,SNNs generate enormous spiking packets due to the one-to-many traffic pattern.The spiking packets may cause communication pressure on NoC.We propose a path-based multicast routing method to alleviate the pressure.Firstly,all destination nodes of each source node on NoC are divided into several clusters.Secondly,multicast paths in the clusters are created based on the Hamiltonian path algorithm.The proposed routing can reduce the length of path and balance the communication load of each router.Lastly,we design a lightweight microarchitecture of NoC,which involves a customized multicast packet and a routing function.We use six datasets to verify the proposed multicast routing.Compared with unicast routing,the running time of path-based multicast routing achieves 5.1x speedup,and the number of hops and the maximum transmission latency of path-based multicast routing are reduced by 68.9%and 77.4%,respectively.The maximum length of path is reduced by 68.3%and 67.2%compared with the dual-path(DP)and multi-path(MP)multicast routing,respectively.Therefore,the proposed multicast routing has improved performance in terms of average latency and throughput compared with the DP or MP multicast routing. 展开更多
关键词 neuromorphic processor spiking neural network(SNN) Network-on-Chip(NoC) path-based multicast
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