征包括:
[0073]Cl、能夠識(shí)別本路由開關(guān)中可能發(fā)往B方向的各個(gè)方向通道有無Flit傳輸請(qǐng)求；若某個(gè)A2B通道有傳輸請(qǐng)求，則還能通過讀取其Pr1rity標(biāo)識(shí)位來判斷其為RT請(qǐng)求還是BE請(qǐng)求。
[0074]以本實(shí)施例所涉路由開關(guān)的X-Y路由策略為例，如圖2所示，若B為North，則A2B包括了 W2N，E2N，S2N和 L2N ;若 B 為 South，則 A2B 包括了 W2S，E2S，N2S 和 L2S ;若 B 為 West，則A2B包括了 E2W和L2W ;若B為East，則A2B包括了 W2E和L2E ;若B為L(zhǎng)ocal，則A2B包括了 W2L, E2L，N2L 和 S2L。
[0075]c2、若上述請(qǐng)求中包含有RT Flit的傳輸請(qǐng)求，則按照每個(gè)時(shí)鐘以公平輪流的方式在各個(gè)裝載著RT Flit的通道之間選擇一個(gè)，允許其向輸出通道傳輸；但若只存在BE Flit的傳輸請(qǐng)求，則仲裁器按照每個(gè)時(shí)鐘以公平輪流的方式在各個(gè)裝載著BE Flit的通道之間選擇一個(gè)，允許其向輸出通道傳輸。
[0076]圖7展示了仲裁器的仲裁流程；相應(yīng)地，圖8展示了這種流程下典型的輪巡仲裁的通道選擇和Flit輸出順序的仲裁效果示意圖，其中0UT_2L為輸出通道，其對(duì)應(yīng)的四個(gè)輸入方向通道為N2L，S2L，W2L和E2L，而Buffer下方的數(shù)字表示該Buffer內(nèi)的Flit對(duì)應(yīng)的輸出順序。圖(a)為僅有W2L—個(gè)通道內(nèi)存在RT Flit時(shí)，所有四個(gè)輸入方向通道內(nèi)的微片仲裁輸出順序。圖(b)為W2L，E2L兩個(gè)通道內(nèi)存在RT Flit時(shí)，所有四個(gè)輸入方向通道內(nèi)的微片仲裁輸出順序。
[0077]記一個(gè)支持優(yōu)先級(jí)的輸出通道(RT-Pr1ritized Output Channel)對(duì)應(yīng)的輸出方向是B，則所述支持優(yōu)先級(jí)的輸出通道的特征包括:
[0078]dl、能夠接收本路由開關(guān)的從其它方向發(fā)送來的RTFlit和BE Flit并緩存起來；
[0079]d2、支持后進(jìn)入的RT Flit能比先進(jìn)入的BE Flit先輸出，而相同優(yōu)先級(jí)的Flit遵循先入先出的順序，向下一跳對(duì)應(yīng)的方向通道傳輸，(若該方向是Local，則將該Flit向Local IP傳輸)；更具體地說，每個(gè)時(shí)鐘輸出通道都能從尚未被發(fā)送的Flit中選擇優(yōu)先級(jí)最高的那一種里面最早進(jìn)入的那一個(gè)Flit向下一跳對(duì)應(yīng)的方向通道或Local IP發(fā)送傳輸請(qǐng)求，只有當(dāng)請(qǐng)求被允許后才能將該Flit傳輸過去。
[0080]圖9展示了本實(shí)施例所述輸出通道的響應(yīng)流程示意圖，而圖10給出了本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)輸出通道的方案，即用兩個(gè)深度為N(N >= 2)的隊(duì)列(FIFO)來分別緩存RT Flit和BEFlito當(dāng)RT FIFO中有RT Flit時(shí)，輸出通道對(duì)外可見的是最先進(jìn)入的RT Flit的請(qǐng)求；當(dāng)RT FIFO是空的而BE FIFO中有BE Flit時(shí)，輸出通道對(duì)外可見的是最先進(jìn)入的BE Flit的請(qǐng)求；當(dāng)兩個(gè)FIFO都是空的時(shí)，輸出通道對(duì)外無請(qǐng)求。
[0081]針對(duì)傳統(tǒng)片上網(wǎng)絡(luò)的路由開關(guān)無法為實(shí)時(shí)通信提供硬件保證的問題，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，如圖1-圖9所示，提供了一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)支持實(shí)時(shí)通信的路由開關(guān)技術(shù)，將大量的虛通道改為跟路由相關(guān)的數(shù)量有限的方向通道(Direct1n Channel)，不但可以取消虛通道分配器(VC Allocator)和交叉開關(guān)分配器(Switch Allocator)等模塊，簡(jiǎn)化Crossbar和輸出端口的設(shè)計(jì)，更重要的是，能大大提高路由開關(guān)的并行通信能力；此外，還通過實(shí)現(xiàn)在方向通道和仲裁方式中實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了支持優(yōu)先級(jí)通信的實(shí)時(shí)通信方式；該路由開關(guān)技術(shù)基于微片(Flit)進(jìn)行請(qǐng)求、路由、緩存、仲裁和傳輸，并通過對(duì)高優(yōu)先級(jí)微片在請(qǐng)求、緩存、仲裁和傳輸各方面的硬件支持，實(shí)現(xiàn)了高優(yōu)先級(jí)報(bào)文的整體優(yōu)先權(quán)，從而使整個(gè)片上網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了軟、硬實(shí)時(shí)性，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。
[0082]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)支持硬實(shí)時(shí)通信的路由開關(guān)，其特征在于:所述路由開關(guān)包括: 報(bào)文數(shù)據(jù)格式，所述報(bào)文中的每個(gè)微片包括請(qǐng)求、路由及目標(biāo)核芯響應(yīng)所需的數(shù)據(jù)傳輸信息、所需傳送至目的地的數(shù)據(jù)實(shí)部和用來標(biāo)識(shí)該微片優(yōu)先級(jí)的優(yōu)先級(jí)標(biāo)識(shí)位； 路由策略，所述路由開關(guān)可以結(jié)合任何確定性的路由策略，數(shù)據(jù)的傳輸首先沿著確定好的路由策略中的其中一維度傳輸?shù)脚c目的地節(jié)點(diǎn)相同維度的節(jié)點(diǎn)上，然后再沿著其中另外的維度依次傳輸?shù)侥康牡毓?jié)點(diǎn)，最后從目的地節(jié)點(diǎn)的本地通道輸出； 鏈路層流控機(jī)制，采用改進(jìn)型的蟲孔交換機(jī)制，包括所述報(bào)文在所述路由開關(guān)內(nèi)部及片上網(wǎng)絡(luò)的各路開關(guān)之間的路由、仲裁、緩存和傳輸都是基于微片進(jìn)行的和高優(yōu)先級(jí)微片在緩存、仲裁和傳輸各方面都優(yōu)先于低優(yōu)先級(jí)微片；與 路由開關(guān)機(jī)構(gòu)，所述的路由開關(guān)在每一個(gè)方向上包括支持優(yōu)先級(jí)緩存的輸入方向通道、路由計(jì)算模塊、支持優(yōu)先級(jí)仲裁的仲裁器和支持優(yōu)先級(jí)的輸出通道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)支持硬實(shí)時(shí)通信的路由開關(guān)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)傳輸信息包括用來標(biāo)識(shí)當(dāng)前微片是否是一個(gè)有效微片的有效標(biāo)識(shí)位和用來標(biāo)識(shí)當(dāng)前微片最終是發(fā)往眾核系統(tǒng)中哪一個(gè)目標(biāo)核芯，路由開關(guān)據(jù)此確定對(duì)當(dāng)前微片的路由決策的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)位。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)支持硬實(shí)時(shí)通信的路由開關(guān)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)傳輸信息還包括用來標(biāo)識(shí)當(dāng)前微片最初是發(fā)自眾核系統(tǒng)中哪一個(gè)模塊的源節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)位和用來標(biāo)識(shí)當(dāng)前微片是否是所屬報(bào)文的最后一個(gè)微片的尾部標(biāo)識(shí)位。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)支持硬實(shí)時(shí)通信的路由開關(guān)，其特征在于:所述支持優(yōu)先級(jí)緩存的輸入方向通道包括: 每個(gè)輸入方向只有對(duì)應(yīng)與路由的有限數(shù)量的方向通道； 限制低優(yōu)先級(jí)微片使其不能占據(jù)一個(gè)方向通道全部的通道緩存；和對(duì)于一個(gè)方向存在的任意通道，每個(gè)通道都是支持后進(jìn)入的高優(yōu)先級(jí)微片能比先進(jìn)入的低優(yōu)先級(jí)微片先由該通道輸出，而相同優(yōu)先級(jí)的微片遵循先入先出的順序。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)支持硬實(shí)時(shí)通信的路由開關(guān)，其特征在于:所述路由計(jì)算模塊包括: 當(dāng)有一個(gè)來自前級(jí)輸出通道或者本地核芯的微片向所述路由計(jì)算模塊對(duì)應(yīng)的輸入方向的方向通道發(fā)送傳輸請(qǐng)求時(shí)，所述路由計(jì)算模塊能夠讀取該微片中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；和 能夠通過比較目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與本路由開關(guān)的節(jié)點(diǎn)號(hào)，來確定該微片應(yīng)該緩存到哪一個(gè)方向通道。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)支持硬實(shí)時(shí)通信的路由開關(guān)，其特征在于:所述支持優(yōu)先級(jí)仲裁的仲裁器包括: 能夠識(shí)別本路由開關(guān)中可能發(fā)往所述仲裁器對(duì)應(yīng)的輸出方向的各個(gè)方向通道有無微片傳輸請(qǐng)求，若一個(gè)方向存在的任意通道有傳輸請(qǐng)求，能通過讀取其優(yōu)先級(jí)標(biāo)識(shí)位來判斷其為尚優(yōu)先級(jí)請(qǐng)求還是低優(yōu)先級(jí)請(qǐng)求；和 若上述請(qǐng)求中包含有高優(yōu)先級(jí)微片的傳輸請(qǐng)求，則按照每個(gè)時(shí)鐘以公平輪流的方式在各個(gè)裝載著高優(yōu)先級(jí)微片的通道之間選擇一個(gè)，允許其向輸出通道傳輸；但若只存在低優(yōu)先級(jí)微片的傳輸請(qǐng)求，則所述仲裁器按照每個(gè)時(shí)鐘以公平輪流的方式在各個(gè)裝載著低優(yōu)先級(jí)微片的通道之間選擇一個(gè)，允許其向輸出通道傳輸。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)支持硬實(shí)時(shí)通信的路由開關(guān)，其特征在于:所述支持優(yōu)先級(jí)的輸出通道包括: 能夠接收本路由開關(guān)的從其它方向發(fā)送來的高優(yōu)先級(jí)微片和低優(yōu)先級(jí)微片并緩存起來;和 支持后進(jìn)入的高優(yōu)先級(jí)微片能比先進(jìn)入的低優(yōu)先級(jí)微片先輸出，而相同優(yōu)先級(jí)的微片遵循先入先出的順序，向下一跳對(duì)應(yīng)的方向通道傳輸。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于片上網(wǎng)絡(luò)支持硬實(shí)時(shí)通信的路由開關(guān)，包括報(bào)文優(yōu)先級(jí)的定義和識(shí)別，不同優(yōu)先級(jí)報(bào)文的緩存、仲裁和輸出；報(bào)文的各個(gè)微片可以被緩存于某個(gè)路由開關(guān)輸入端的方向通道內(nèi)，這種方向通道結(jié)合路由，并且支持高優(yōu)先級(jí)微片比低優(yōu)先級(jí)微片先輸出，而同種優(yōu)先級(jí)微片先入先出；此外，去往相同輸出方向的微片由該方向的仲裁器按照公平輪巡的方式進(jìn)行仲裁，這種仲裁同樣以確保各個(gè)對(duì)應(yīng)通道內(nèi)優(yōu)先級(jí)高的微片先被選擇輸出為前提；從而，這種基于微片的緩存、仲裁的路由開關(guān)完全確保了高優(yōu)先級(jí)報(bào)文在各個(gè)路由器中的最壞傳輸時(shí)間，進(jìn)一步的，成為兼顧軟、硬實(shí)時(shí)通信的保證。
【IPC分類】H04L12/747, H04L12/773, H04L12/725
【公開號(hào)】CN104994026
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510283541
【發(fā)明人】惠志達(dá), 馬如南, 阿克塞爾·詹奇, 鄭立榮
【申請(qǐng)人】復(fù)旦大學(xué)無錫研究院, 無錫美森微電子科技有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日