[发明专利]一种片上无线网络中高效容错的无线接口

说明书

本发明公开了一种片上无线网络中高效容错的无线接口，其特征是在无线接口发送端设置重传数据缓冲区，以减少重传数据的传输距离；采用无线确认信息组合传送的方式进行无线数据的确认；根据无线网络中的数据传输错误率采用不同强度的编码来提高无线信道的鲁棒性。本发明使用了较小的额外面积和功耗开销，高效地完成了对于片上无线数据的确认反馈，且在错误率较高时，可以保证网络中较低的网络延迟和较高的饱和吞吐量，大大提高了网络的性能。

技术领域

本发明属于集成电路芯片设计的应用技术领域，特别是一种片上网络中高效确认信号容错的无线接口。

背景技术

20世纪50年代以来，半导体技术快速发展，芯片的制程工艺不断进步，预计到2028年，MOS晶体管的栅极长度将由现今的16nm降低到1nm。同时，芯片上集成的核的数量呈迅速上升趋势，例如Intel的至强融核处理器已经提升到72核的规模。片上集成核数目的增加对片上网络(Network on Chip，NoC)的通信提出更高的要求。传统平面金属互连的NoC由于跳数多等问题所引发的高功耗，高延迟等问题，无法再满足片上通信的需求。为了弥补传统金属互连的性能瓶颈，已有提出三维集成电路(3D IC)、光(Optical)互连、射频(RadioFrequency，RF)互连以及无线片上网络(Wireless Network-on-Chip，WiNoC)。其中3D IC和CMOS具有兼容的特性，且有更短的垂直链路，但是由于制造技术以及散热问题，其实际应用还处于起步阶段。光互连需要进行光子和电子的转化，具有较高的设计复杂性，而且功率高，面积开销大，延迟较高。RF互连具有较小的面积开销，较低的功耗等优点，但是其实现依赖于传输对之间的对齐，具有较高的制造难度。WiNoC采用无线天线以及无线数据收发器，构成一种有线和无线混合的片上网络，该技术在功耗和延迟等方面具有较好的表现。

尽管WiNoC兼有由无线数据传输捷径而获得的全局性能优势以及有线传输所具备的低功耗、低面积开销优势，但是无线通信架构也带来了高错误率等缺陷，使得WiNoC的整体可靠性有所下降。传统的金属互连导线的比特错误率(Bit Error Rate，BER)大约为10^-14，远低于通过毫米波传输的比特错误率(大约为10^-7)，容易形成故障热点从而影响网络的整体性能。同时随着传输距离的增加，毫米波在传输过程中会出现较快的能量衰减，无线信号损耗严重。另外，无线信道极易受到外界环境的影响和破坏，随着芯片的老化，比特错误率也会有显著的增加。