万逸君，张大坤，郑亚振

天津工业大学 计算机科学与软件学院，天津 300387

三维片上网络离散量子粒子群布图算法研究*

万逸君，张大坤+，郑亚振

天津工业大学 计算机科学与软件学院，天津 300387

三维片上网络在多种性能上均优于二维片上网络，已成为研究热点。布图算法直接影响芯片的面积和布线长度，成为三维片上网络优化设计的重要方向。提出一种基于离散粒子群算法的三维片上网络布图优化算法，与之前常使用的模拟退火算法相比，不再使用单一解局部扰动的方式得到整个解空间，该算法采用初始化随机种群并不断迭代的进化方式，具有更优的搜索能力和更快的收敛速度。仿真结果表明，采用该算法选择布图方案可以显著降低微片延迟，节省CPU计算时间，尤其是在IP核数量众多的测试用例和高注入率情况下效果更为明显，如对于ami49测试用例当注入率为100%时，基于离散量子粒子群算法的结果和基于模拟退火算法的结果相比，平均微片延迟减少了20.63%，CPU平均时间减少了69.40%。

三维片上网络；布图算法；B*-tree；离散量子粒子群算法；模拟退火算法；粒子群算法

1 引言

随着大规模集成电路技术的发展，片上系统（system-on-chip，SoC）、二维片上网络（two dimensional network-on-chip，2D NoC）相继产生。随着2D NoC规模的增大，2D NoC在面积、功耗、布局布线以及封装密度等方面都已达到了瓶颈[1]。因而三维片上网络（three dimensional network-on-chip，3D NoC）应运而生，并成为研究热点[2-4]。3D NoC通过三维集成电路堆叠技术（die stacking）将多层硅晶互相堆叠，然后通过矽晶穿孔（through silicon via，TSV）技术实现了层次芯片设计，它拥有更好的适应性和扩展性，同时减小了芯片面积。……