Networks on Chip

Networks on Chip pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Axel Jantsch
出品人:
页数:303
译者:
出版时间:2003
价格:102.5 GBP
装帧:hard
isbn号码:9781402073922
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机
  • system
  • NoC
  • NoC
  • 片上网络
  • 并行计算
  • VLSI
  • 计算机体系结构
  • 通信架构
  • 低功耗设计
  • 可扩展性
  • 异构计算
  • 嵌入式系统
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具体描述

Networks on Chip presents a variety of topics, problems and approaches with the common theme to systematically organize the on-chip communication in the form of a regular, shared communication network on chip, an NoC for short.

As the number of processor cores and IP blocks integrated on a single chip is steadily growing, a systematic approach to design the communication infrastructure becomes necessary. Different variants of packed switched on-chip networks have been proposed by several groups during the past two years. This book summarizes the state of the art of these efforts and discusses the major issues from the physical integration to architecture to operating systems and application interfaces. It also provides a guideline and vision about the direction this field is moving to. Moreover, the book outlines the consequences of adopting design platforms based on packet switched network. The consequences may in fact be far reaching because many of the topics of distributed systems, distributed real-time systems, fault tolerant systems, parallel computer architecture, parallel programming as well as traditional system-on-chip issues will appear relevant but within the constraints of a single chip VLSI implementation.

The book is organized in three parts. The first deals with system design and methodology issues. The second presents problems and solutions concerning the hardware and the basic communication infrastructure. Finally, the third part covers operating system, embedded software and application. However, communication from the physical to the application level is a central theme throughout the book.

The book serves as an excellent reference source and may be used as a text for advanced courses on the subject.

好的,以下是关于一本名为《深入解析现代网络架构:从基础协议到前沿应用》的图书简介,此书内容完全不涉及“Networks on Chip”的主题。 --- 图书名称:《深入解析现代网络架构:从基础协议到前沿应用》 内容简介 在信息技术高速发展的今天,网络已成为支撑社会运行的基石。本书旨在为读者提供一个全面、深入且极具实践指导意义的网络技术知识体系,内容涵盖了从网络通信的底层原理到上层应用服务的构建,聚焦于当前主流的TCP/IP协议族、企业级网络设计、云计算环境下的网络演进,以及网络安全的核心实践。 第一部分:网络基石——深入理解TCP/IP协议栈 本部分将彻底剖析构成现代互联网的逻辑基础——TCP/IP协议族。我们不仅会介绍OSI七层模型和TCP/IP四层模型的概念,更侧重于协议栈中关键层的实现细节和工作机制。 第一章:物理层与数据链路层 本章详细阐述了数据如何在物理介质上传输,并重点解析了以太网(Ethernet)的帧结构、介质访问控制(MAC)机制。我们将深入探讨VLAN(虚拟局域网)的配置原理、生成树协议(STP/RSTP)如何保障网络环路安全,以及链路聚合(Link Aggregation)在提升带宽和冗余性方面的作用。对于新兴的软件定义网络(SDN)基础,我们将初步引入网络虚拟化的概念。 第二章:网络层——IP寻址与路由的艺术 网络层的核心在于寻址和数据包的转发。本章首先系统梳理IPv4的编址体系,包括子网划分(Subnetting)和无类别域间路由(CIDR)的实际应用,这是构建高效网络结构的基础。随后,我们详细介绍IPv6的地址结构及其向IPv6迁移的技术路径。路由协议部分是本章的重点,我们将剖析静态路由的配置与管理,并对动态路由协议进行详尽对比:RIPv2、OSPFv2/v3的区域划分、邻居建立、链路状态数据库的同步过程,以及BGP(边界网关协议)作为互联网骨干协议的路径选择算法和策略配置。读者将学会如何根据网络规模和复杂性选择最合适的路由策略。 第三章:传输层——可靠连接的保障 传输层负责端到端的数据传输质量。本章聚焦TCP和UDP协议。对于TCP,我们将细致解读三次握手与四次挥手的状态机过程,深入分析拥塞控制算法(如Tahoe, Reno, CUBIC)如何动态调整发送窗口,保证传输的公平性与效率。同时,我们将探讨可靠性机制,包括序列号、确认应答(ACK)和重传机制。UDP的应用场景和特点也将被清晰界定。 第四章:应用层协议与服务 本章从用户视角出发,解析支撑日常网络应用的关键协议。包括DNS的层次结构、记录类型、查询流程(递归与迭代),以及如何利用DNS优化服务访问。此外,还将详述HTTP/1.1、HTTP/2(头部压缩、多路复用)与即将普及的HTTP/3(基于QUIC协议)在性能上的演进,以及FTP、SMTP、POP3/IMAP等基础服务的运作原理。 第二部分:企业级网络设计与实施 本部分将理论知识转化为实际工程能力,专注于构建高可用性、可扩展性的企业网络。 第五章:局域网(LAN)与核心/汇聚/接入层设计 本章遵循自底向上的设计原则,讲解如何根据业务需求规划网络拓扑结构。我们将探讨核心层的高速交换、汇聚层的策略聚合、以及接入层的PoE(以太网供电)应用。重点关注多层交换机的配置,包括L3交换机的路由功能实现,以及如何利用虚拟端口组(Port-Channel)提高链路承载能力。 第六章:广域网(WAN)技术与远程接入 随着企业分支机构的增多,WAN技术成为关键。本章将对比传统MPLS VPN、专线接入与现代SD-WAN(软件定义广域网)的差异。详细介绍SD-WAN控制器、边缘设备的工作模式,以及如何实现业务流量的智能路径选择。此外,我们将深入解析VPN技术,包括IPsec隧道配置、SSL VPN的部署,确保远程访问的安全性与灵活性。 第七章:网络服务高可用性与冗余 高可用性是现代网络不可妥U的特性。本章介绍如何通过冗余设计消除单点故障。内容涵盖网关冗余协议(如VRRP、HSRP、GLBP)的机制与优劣对比,以及关键链路的故障检测与快速恢复机制。 第三部分:网络虚拟化与云计算环境 云计算和数据中心的发展,要求网络具备更高的灵活性和自动化能力。 第八章:数据中心网络架构与虚拟化 本章重点剖析数据中心网络结构(如Leaf-Spine架构),及其如何应对东西向流量的激增。我们将深入研究网络虚拟化技术,特别是VXLAN(虚拟可扩展局域网)的封装、隧道建立和控制平面(如EVPN)的运作原理,理解如何在物理基础设施上构建逻辑隔离的多租户网络。 第九章:软件定义网络(SDN)与网络自动化 SDN代表了网络控制与转发分离的未来趋势。本章详细介绍OpenFlow协议的工作流程,控制器(Controller)的角色定位,以及如何通过北向接口(如REST API)实现网络服务的快速部署。接着,我们将转向网络自动化实践,介绍使用Python及其相关库(如Netmiko, NAPALM)进行设备配置管理、状态检查和故障排查的实战技巧。 第四部分:网络安全深度防御 网络安全不再是附加功能,而是网络设计的基础。 第十章:网络边界安全与访问控制 本章侧重于传统边界防御体系的构建。我们将详细讲解防火墙(Firewall)的工作原理,包括状态检测、策略配置的优先级与逻辑。深入探讨ACL(访问控制列表)的精准编写艺术,以及入侵检测/防御系统(IDS/IPS)在流量分析和威胁阻断中的部署位置与模式。 第十一章:身份验证与安全访问机制 本章关注如何验证用户和设备的合法性。我们将解析AAA(身份验证、授权、计费)框架,重点讲解RADIUS和TACACS+协议的通信流程。此外,还将系统介绍802.1X的认证机制,用于实现基于端口的访问控制,防止未授权设备接入内部网络。 第十二章:安全威胁应对与流量分析 本章指导读者如何识别和响应常见的网络威胁。内容涵盖DDoS攻击的识别特征、应对策略,以及常见的中间人攻击(MITM)防御技术。最后,本书将介绍如何利用NetFlow/sFlow等技术对网络流量进行深度分析,以洞察网络行为,发现潜在的安全异常。 总结与展望 本书的编写遵循“理论先行,实践为王”的原则,旨在提供一个既能通过厂商认证考试,又能指导实际工程部署的完整技术蓝图。通过对这些核心技术的系统学习,读者将能够设计、实施、管理和保护现代企业及云环境下的复杂网络基础设施。 ---

作者简介

Axel Jantsch received a Dipl.Ing. (1988) and a Dr. Tech. (1992) degree from the Technical University Vienna. Between 1993 and 1995 he received the Alfred Schrödinger scholarship from the Austrian Science Foundation as a guest researcher at the Royal Institute of Technology (KTH). From 1995 through 1997 he was with Siemens Austria in Vienna as a system validation engineer. Since 1997 he is Associate Professor at KTH, since 2000 he is Docent, since December 2002 he is full professor in Electronic System Design.

A. Jantsch has published over 150 papers in international conferences and journals and one book in the areas of VLSI design and synthesis, system level specification, modeling and validation, HW/SW codesign and cosynthesis, reconfigurable computing and networks on chip. He has served on a number of technical program committees of international conferences such as FDL, DATE, CODES+ISSS, SOC, and NOCS and others. He has been TPC chair of SSDL/FDL 2000, TPC cochair of CODES+ISSS 2004 and general chair of CODES+ISSS 2005. Since December 2002 he is Subject Area Editor for the Journal of System Architecture.

From January 1999 till December 2002 he has been program manager of the SSF funded research program Integrated Electronic Systems involving a total number of 50 Ph.D. students at four Universities. At the Royal Institute of Technology A. Jantsch is heading a number of research projects involving a total number of 10 Ph.D. students, in two main areas: System Modeling and Networks on Chip.

目录信息

读后感

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用户评价

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我最近在寻找一本能够帮助我提升在低功耗嵌入式系统设计方面技能的书籍,偶然看到了《Networks on Chip》这本书的介绍。我的工作重心经常围绕着那些对功耗有着极致要求的设备,比如物联网传感器节点、可穿戴设备,甚至是某些医疗设备。在这些领域,处理器的效率和数据传输的能耗是决定产品成败的关键因素。片上网络(NoC)作为集成电路内部通信的基础设施,其设计效率直接影响到整个系统的功耗表现。我非常想知道,这本书是如何阐述如何优化NoC的设计来降低功耗的。例如,它是否会介绍一些动态电压频率调整(DVFS)技术在NoC中的应用,或者如何通过精细的功耗建模来识别和解决能源瓶颈?此外,我还在思考,在多核SoC设计中,如何有效地管理和调度不同核心之间的通信,以最小化不必要的功耗消耗。如果这本书能提供一些关于如何选择合适的NoC拓扑、路由算法以及流控制策略来达到最佳功耗效益的指导,那将对我非常有帮助。我尤其希望它能深入探讨一些针对低功耗场景的创新性NoC技术,而不是仅仅停留在通用的高性能设计层面。

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我是一名在FPGA设计领域摸爬滚打多年的工程师,最近开始对SoC(System-on-Chip)集成设计产生浓厚的兴趣,并希望将FPGA的灵活性与SoC的高性能结合起来。我在思考,随着FPGA集成度的不断提高,越来越多的处理器核和硬件加速器被集成到同一个芯片上,它们之间如何进行高效的通信就成了一个亟待解决的问题。我了解到片上网络(NoC)是解决这一挑战的关键技术。我对《Networks on Chip》这本书的标题很感兴趣,我希望它能从一个实践者的角度出发,讲解NoC的原理和设计方法。不知道这本书是否会包含一些关于如何在FPGA平台上实现和验证NoC的案例?比如,它是否会介绍一些常用的NoC IP核,或者如何根据FPGA的资源特点来设计定制化的NoC拓扑?我特别关注的是,在资源受限的FPGA环境中,如何权衡NoC的性能、面积和功耗。如果书中能提供一些关于FPGA上的SoC设计流程中,NoC集成和优化的技巧,那对我来说将是极大的帮助。我也想了解,在将SoC设计移植到FPGA时,NoC方面需要注意哪些关键点。

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我最近在为一个高性能计算项目寻找相关的技术资料,无意中看到了《Networks on Chip》这本书。我们项目需要处理海量的数据,并且对计算速度有着非常高的要求,这意味着底层的硬件通信效率至关重要。我理解片上网络(NoC)在现代多核处理器和SoC设计中扮演着核心角色,它直接影响着数据的传输速度和整体系统的性能。我非常好奇这本书是否会深入探讨各种NoC的性能指标,比如带宽、延迟、抖动以及它们是如何受到不同架构和算法的影响的。我想了解,在处理大规模并行计算任务时,如何设计和优化NoC以最大化数据吞吐量,并最小化通信瓶颈。这本书是否会涉及一些先进的NoC技术,比如拥塞控制、服务质量(QoS)保证,或者用于高吞吐量通信的特殊路由策略?我还对NoC在异构计算环境中的应用很感兴趣,比如CPU、GPU和FPGA协同工作时,NoC如何协调它们之间的通信。如果这本书能够提供一些关于如何进行NoC性能仿真和分析的工具和方法,那将对我项目的实际应用非常有价值。

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我是一名刚刚进入集成电路设计领域的研究生,导师推荐我阅读《Networks on Chip》这本书,以便对片上系统(SoC)的设计有一个更全面的认识。我对SoC的体系结构非常着迷,特别是当一个芯片上集成了多个计算核心、存储器和其他功能单元时,它们之间如何高效、可靠地进行通信是至关重要的。这本书的名字听起来非常契合我的学习需求。我希望它能够清晰地解释片上网络的基本概念,比如通信拓扑、路由机制、流控制以及交换单元的设计。更重要的是,我希望它能够深入分析不同NoC设计选择对SoC整体性能的影响,例如延迟、吞吐量、可扩展性和功耗。我特别想了解,当SoC规模不断增大,核心数量越来越多时,传统的总线通信架构会面临哪些瓶颈,而NoC又是如何克服这些挑战的。如果书中能包含一些经典的NoC架构设计案例,或者对当前业界主流的NoC技术进行对比分析,那就更棒了。我期待这本书能够帮助我建立起坚实的NoC理论基础,为我未来的SoC设计研究和实践打下良好的开端。

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这本书的封面设计就吸引了我,一种深邃的蓝色背景,上面交织着抽象的、发光的网络节点,仿佛预示着一个复杂而精妙的内在世界。我一直对计算机系统底层如何运作充满好奇,特别是那些看不见摸不着却至关重要的部分。想象一下,那些庞大的数据中心,它们内部的处理器之间、内存与处理器之间,是如何以惊人的速度进行信息交换的?这本《Networks on Chip》听起来就像是揭示了这一秘密的钥匙。我特别感兴趣的是,作者是如何用通俗易懂的方式来解释这些高度专业化的概念的。毕竟,很多技术书籍动辄就充斥着晦涩的术语和复杂的公式,让人望而却步。我期待这本书能够带领我深入了解片上网络(NoC)的设计原理、关键技术以及它们在现代高性能计算和嵌入式系统中的应用。不知道这本书是否会涵盖不同类型的NoC架构,比如网格、环形、或者更复杂的拓扑结构,以及它们的优缺点分析。如果能看到一些实际的案例研究,那就更好了,比如在GPU、AI加速器或者移动处理器中,NoC是如何被应用的,解决了哪些实际的挑战。总之,我对这本书充满了期待,希望它能成为我深入理解计算机硬件互连机制的一扇窗户。

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此书白扯。

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