專利名稱：一種應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯方法和結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于可靠性計算機片上網(wǎng)絡系統(tǒng)設計技術(shù)領域，具體涉及一種應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯方法和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著制造工藝日益發(fā)展，超大規(guī)模集成電路的工作電壓不斷降低，工作頻率逐步升高，集成度也逐步擴大。伴隨著片上網(wǎng)絡的提出和蓬勃發(fā)展，單芯片面積和晶體管門數(shù)也呈現(xiàn)出增大的趨勢，如復旦大學16核處理器芯片面積為9.10mm2、24核“復芯”處理器芯片面積為18.8mm2,晶體管數(shù)目為3.21百萬門，中科院的8核“龍芯”面積為299.8mm2,晶體管數(shù)目為5.826億門，加州大學戴維斯分校的167核處理芯片面積為39.4mm2,晶體管數(shù)目為
5.5千萬門，Intel的48核和80核處理器分別為576mm2和275mm2，且分別包含13億和I億晶體管，IBM,SONY和TOSHIBA聯(lián)合開發(fā)的CELL則包含9個處理器核包含2.34億門晶體管等。如此大的單芯片面積及晶體管數(shù)量，正如自英特爾的預測，在接下來的十年里，我們將會看到集成有1000億只晶體管的單芯片。但規(guī)模的擴大，集成度的增加，頻率的提高等都會導致芯片內(nèi)部缺陷的增多。集成成百上千的內(nèi)核，使芯片完成各種所需要的功能；但其中20%的晶體管會在制造過程中產(chǎn)生缺陷，在工作的一年里又將有10%的晶體管會失效。于是，解決這些問題的一個有效方法就是容錯路由的設計。容錯路由的設計主要包括兩個方面。一是容芯片內(nèi)部物理缺陷(硬錯)，二是容芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸過程中由于各種原因，如串擾、噪聲、宇宙射線等，導致信號翻轉(zhuǎn)(軟錯)。對于硬錯，一般有冗余替代和算法避錯等容錯辦法；對于軟錯，一般用糾錯碼 解決。通過容錯，片上網(wǎng)絡系統(tǒng)芯片的良品率增加，芯片的使用壽命延長，系統(tǒng)的穩(wěn)定性增強，系統(tǒng)的性能也能得到提高。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯方法和實現(xiàn)該方法的電路結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提出一種應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯方法，具體步驟包括:
(1)通過測試得到片上網(wǎng)絡的錯誤分布圖，所述片上網(wǎng)絡的錯誤分布圖包括每個路由器失效通徑的分布圖、路由器之間的失效鏈路分布圖和路由器和偽核之間的失效鏈路分布 (2)根據(jù)本發(fā)明的容錯路由算法和片上網(wǎng)絡的錯誤分布圖，計算每個路由器每個端口的8位信息，每個路由器有東、南、西、北和本地共5個端口，需要40位信息；
(3)片上網(wǎng)絡中的一個邊角路由器發(fā)送每個路由器需要的40位信息給配置路由器，該路由器的數(shù)據(jù)解析單元根據(jù)這些配置信息，將有效信息部分傳送給路由器的路由計算單元;
(4)路由器中的路由計算單元將接收到的40位配置信息保存在寄存器中，路由計算單元根據(jù)這些保存的信息，通過容錯路由算法，選擇數(shù)據(jù)的輸出端口，以存在的最短路徑發(fā)送數(shù)據(jù)到目的地；
其中:步驟(2)和(4)中所述容錯路由算法可以分為三個大的步驟:錯誤阻擋模型的建立；計算路由器每個端口的8位信息；根據(jù)一個端口的8位信息，選擇輸入數(shù)據(jù)的輸出端□。1)根據(jù)片上網(wǎng)絡的錯誤分布圖建立錯誤阻擋模型。根據(jù)錯誤分布圖，對于非邊界和邊角路由器，可以計算出坐標為(i，j)的路由器的啤是否可用，“I”表示可用，“O”表示不可用，ZiTj可以解釋為路由器(i，j)的輸入端口I，如果IX通路失效或者X方向的相鄰路由器為尤CF不可用，且IY通路失效或者Y方向的相鄰路由器為ftr不可用。具體計算方式可用以下迭代式(1):
權(quán)利要求
1.一種應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)通過測試得到片上網(wǎng)絡的錯誤分布圖，所述片上網(wǎng)絡的錯誤分布圖包括每個路由器失效通徑的分布圖、路由器之間的失效鏈路分布圖和路由器和偽核之間的失效鏈路分布圖； (2)根據(jù)容錯路由算法和片上網(wǎng)絡的錯誤分布圖，計算每個路由器每個端口的8位信息，每個路由器有東、南、西、北和本地共5個端口，需要40位信息； (3)片上網(wǎng)絡中的一個邊角路由器發(fā)送每個路由器需要的40位信息給配置路由器，該路由器的數(shù)據(jù)解析單元根據(jù)這些配置信息，將有效信息部分傳送給路由器的路由計算單元; (4)路由器中的路由計算單元將接收到的40位配置信息保存在寄存器中，路由計算單元根據(jù)這些保存的信息，通過容錯路由算法，選擇數(shù)據(jù)的輸出端口，以存在的最短路徑發(fā)送數(shù)據(jù)到目的地； 其中，步驟(2)和(4)中所述容錯路由算法分為三個步驟:錯誤阻擋模型的建立；計算路由器每個端口的8位信息；根據(jù)一個端口的8位信息，選擇輸入數(shù)據(jù)的輸出端口 ；具體如下: I)根據(jù)片上網(wǎng)絡的錯誤分布圖建立錯誤阻擋模型； 根據(jù)錯誤分布圖，對于非邊界和邊角路由器，計算出坐標為(i，j)的路由器的啤是否可用，“ I”表示可用，“O”表示不可用，解釋為路由器(i，j)的輸入端口 I，如果IX通路失效或者X方向的相鄰路由器為名KT不可用，且IY通路失效或者Y方向的相鄰路由器為:Ecr不可用。具體計算方式可用以下迭代式(I):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯方法，其特征在于:所述片上網(wǎng)絡包括VCO網(wǎng)絡和VCl網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)單向地從VCO網(wǎng)絡轉(zhuǎn)移到VCl網(wǎng)絡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯方法，其特征在于:在所述VCO網(wǎng)絡中采用擴展東向最后的路由方式；在所述VCl網(wǎng)絡中采用擴展西向最后的路由方式。
4.一種應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯結(jié)構(gòu)，其特征在于:其由若干個重復的路由單元組成，每個路由單元包括路由器和偽核，所述路由器和所述偽核之間通過輸入緩沖單元進行連接通信；其中: 所述路由器包括輸入緩沖單元、路由計算單元、波前仲裁器和數(shù)據(jù)交換開關(guān)；輸入數(shù)據(jù)依次經(jīng)由路由計算單元、波前仲裁器和數(shù)據(jù)交換開關(guān)到鄰近路由器或偽核； 所述路由計算單元，用于根據(jù)源地址、目的地址、鄰近節(jié)點鏈路和通徑信息以及當前路由器輸出端口的占用信息，決定數(shù)據(jù)可能的輸出端口 ； 所述波前仲裁器，用于根據(jù)五個輸入端口要求的輸出端口，做出仲裁，決定數(shù)據(jù)從哪個端口輸出； 所述數(shù)據(jù)交換開關(guān)，用于根據(jù)波前仲裁器的仲裁結(jié)果，選擇輸入端口的數(shù)據(jù)到輸出端□。
所述偽核包括輸入緩沖單元和控制器，其中所述控制器由數(shù)據(jù)解析單元、數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元組成，輸入數(shù)據(jù)先進入數(shù)據(jù)解析單元進行解析，再由數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元對解析后數(shù)據(jù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)包，最后由數(shù)據(jù)發(fā)送單元將數(shù)據(jù)發(fā)送出去； 數(shù)據(jù)解析單元用于解析輸入的數(shù)據(jù)，做出相應的操作； 數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元根據(jù)接收的數(shù)據(jù)信息產(chǎn)生數(shù)據(jù)包,數(shù)據(jù)包中包含數(shù)據(jù)的源地址和目的地址信息； 數(shù)據(jù)發(fā)送單元用于將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)解析單元做出的相應操作包括間隔指定時鐘周期向指定偽核發(fā)送指定數(shù)目微片、間隔指定時鐘周期向隨機偽核發(fā)送指定數(shù)目微片、在指定時刻向指定偽核發(fā)送指定數(shù)目微片以及將接收該數(shù)據(jù)的偽核的時鐘關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述在指定時刻向指定偽核發(fā)送指定數(shù)目微片包括了該偽核在該時刻前接收到的數(shù)據(jù)包數(shù)目和該偽核在該 時刻前發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)目。
全文摘要
本發(fā)明屬于可靠性計算機片上網(wǎng)絡系統(tǒng)設計技術(shù)領域，具體為一種應用于片上網(wǎng)絡的基于錯誤阻擋模型的容錯方法和結(jié)構(gòu)。本發(fā)明基于片上網(wǎng)絡的錯誤阻擋模型，提出一種部分自適應的雙通道雙方向的容錯路由算法，根據(jù)該容錯路由算法實現(xiàn)部分失效的片上網(wǎng)絡的容錯路由。此容錯路由算法，能夠在片上網(wǎng)絡存在失效鏈路和一定數(shù)量的失效通徑下，以最短路徑傳遞數(shù)據(jù)，實現(xiàn)路由的免死鎖、免活鎖和免饑餓，還具有可重構(gòu)、可擴展和高吞吐率等特性，從而實現(xiàn)較高的偽核利用率。本發(fā)明不僅能夠容納在片上網(wǎng)絡中心位置的失效鏈路和路由中一定數(shù)量的失效通徑，對片上網(wǎng)絡邊界和角落位置的失效鏈路和路由中一定數(shù)量的失效通徑有同樣的容錯能力。
文檔編號H04L12/703GK103248566SQ20131014488
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者虞志益, 周煒, 俞劍明, 楊岳明, 林杰 申請人:復旦大學