两个人的电影免费视频_国产精品久久久久久久久成人_97视频在线观看播放_久久这里只有精品777_亚洲熟女少妇二三区_4438x8成人网亚洲av_内谢国产内射夫妻免费视频_人妻精品久久久久中国字幕

全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法及其系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):7743416閱讀:245來源:國知局
專利名稱:全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種芯片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信方式,特別涉及到環(huán)形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的
傳輸和交換的控制方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)
隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步,在一個(gè)芯片上可以集成的功能模塊越來越多,而芯 片內(nèi)部各個(gè)模塊之間的通信效率正逐漸成為影響性能的重要因素。 在傳統(tǒng)的片上系統(tǒng)中,各模塊之間通常通過共享總線技術(shù)進(jìn)行通信。但隨著芯片 內(nèi)部復(fù)雜度增加,各模塊之間通信任務(wù)加重,傳統(tǒng)總線式的數(shù)據(jù)傳輸漸漸不能滿足需要。因 此另一種被稱為片上網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)逐漸受到人們關(guān)注。該技術(shù)將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換 的思想用在了單個(gè)芯片上,各個(gè)硬件資源通過交換節(jié)點(diǎn),以片上網(wǎng)絡(luò)的方式交換數(shù)據(jù)。與一 般總線相比,片上網(wǎng)絡(luò)有諸多優(yōu)勢(shì),如支持各個(gè)部件的并行通信,有更大的數(shù)據(jù)帶寬;可以 根據(jù)不同拓?fù)涓奖愕卦黾踊驕p少節(jié)點(diǎn),可擴(kuò)展性更強(qiáng);使用全局同步局部異步機(jī)制,解決 時(shí)鐘同步困難的問題等。 片上網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有環(huán)形,二維網(wǎng)格,樹形等。其中,環(huán)形拓?fù)涞淖畲髢?yōu)勢(shì)在于 實(shí)現(xiàn)簡單,硬件開銷小,尤其是在嵌入式應(yīng)用中更容易做到節(jié)省面積降低功耗。然而傳統(tǒng)的 環(huán)形拓?fù)淦暇W(wǎng)絡(luò)存在多個(gè)缺點(diǎn)。例如,當(dāng)數(shù)據(jù)在某個(gè)節(jié)點(diǎn)被堵塞時(shí),其后的所有數(shù)據(jù)都會(huì) 被阻塞,降低了環(huán)的傳輸效率。即使采用了一般的虛通道方式,也只能防止該節(jié)點(diǎn)引起的阻 塞,無法解決多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同形成的隊(duì)頭阻塞。如何利用有限的資源,盡量提高環(huán)形拓?fù)淦?網(wǎng)絡(luò)的通信效率,不僅牽涉到環(huán)形系統(tǒng)本身的傳輸方式設(shè)計(jì),也牽涉到交換節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的微 架構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無法解決多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同形成的隊(duì)頭阻塞、 通信效率較低的不足,本發(fā)明提供一種能夠有效解決多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同形成的隊(duì)頭阻塞、提高 通信效率的全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法及其系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 —種全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法,在所述片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)?結(jié)構(gòu)中,存在N個(gè)交換節(jié)點(diǎn),N為自然數(shù),N個(gè)交換節(jié)點(diǎn)形成環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)內(nèi) 存在并行的N-l條虛通道,分別對(duì)應(yīng)來自上一節(jié)點(diǎn)的N-l種地址的數(shù)據(jù),所有節(jié)點(diǎn)中以某個(gè) 目標(biāo)地址節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的虛通道組成一個(gè)虛擬環(huán),所有發(fā)送至該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)均通過該虛擬 環(huán)發(fā)送; 當(dāng)輸入FIFO模塊和虛通道同時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送至下一節(jié)點(diǎn)時(shí),根據(jù)優(yōu)先級(jí)配置選擇其 中一路數(shù)據(jù),發(fā)送至物理通道,另一路反饋以阻塞信號(hào),當(dāng)下一節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)時(shí),產(chǎn)生反饋 信號(hào)給上一節(jié)點(diǎn),當(dāng)收到表示阻塞的反饋信號(hào)時(shí),虛通道通過換路,選取其他存在數(shù)據(jù)的虛 通道進(jìn)行傳輸。
作為優(yōu)選的一種方案所述N-l條虛通道分為兩組,分別用在逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針 環(huán)上。 進(jìn)一步,當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)N為奇數(shù)時(shí),逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán)上均配置(N-l)/2條虛通道;
當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)N為偶數(shù)時(shí),逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán)上分別配置(N_2)/2和N/2條虛通道。 作為優(yōu)選的另一種方案當(dāng)數(shù)據(jù)從起始節(jié)點(diǎn)發(fā)出后,下一節(jié)點(diǎn)在接收時(shí)根據(jù)地址
信息將數(shù)據(jù)存放到相應(yīng)的虛通道中,使用固定地址模式每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)需要配置一個(gè)單獨(dú)的
地址表,將每個(gè)虛通道對(duì)應(yīng)其后節(jié)點(diǎn)的地址,此時(shí)每次轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)無需更改地址;在數(shù)據(jù)到達(dá)目
的節(jié)點(diǎn)之后,最后轉(zhuǎn)發(fā)至與其相連的本地資源以供處理使用,完成一次數(shù)據(jù)傳輸。 或者是當(dāng)數(shù)據(jù)從起始節(jié)點(diǎn)發(fā)出后,下一節(jié)點(diǎn)在接收時(shí)根據(jù)地址信息將數(shù)據(jù)存放
到相應(yīng)的虛通道中,使用遞減地址模式每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)可以采用同樣的虛通道地址分配表,第
i條虛通道對(duì)應(yīng)該節(jié)點(diǎn)后第i個(gè)節(jié)點(diǎn),i為自然數(shù),此時(shí)在每次轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)需要自動(dòng)將地址
減1,在數(shù)據(jù)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)之后,最后轉(zhuǎn)發(fā)至與其相連的本地資源以供處理使用,完成一次
數(shù)據(jù)傳輸。
每條虛通道至少存在1個(gè)基本數(shù)據(jù)單位,并有附加的虛通道空滿狀態(tài)位。 采用時(shí)分復(fù)用的形式共享節(jié)點(diǎn)之間的物理通道,所述虛通道對(duì)應(yīng)獨(dú)立的緩存資源。 —種全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換系統(tǒng),包括N個(gè)交換節(jié)點(diǎn),N為自 然數(shù),N個(gè)交換節(jié)點(diǎn)形成環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 所述交換節(jié)點(diǎn)包括并行的N-l條虛通道、仲裁器和輸入輸出FIFO模塊,所述N-l
條虛通道分別對(duì)應(yīng)來自上一節(jié)點(diǎn)的N-l種地址的數(shù)據(jù),所有節(jié)點(diǎn)中以某個(gè)目標(biāo)地址節(jié)點(diǎn)對(duì)
應(yīng)的虛擬道組成一個(gè)虛擬環(huán),所有發(fā)送至該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)均通過該虛擬環(huán)發(fā)送; 當(dāng)輸入輸出FIFO模塊和虛通道同時(shí)要將數(shù)據(jù)發(fā)送到下一節(jié)點(diǎn)時(shí),通過仲裁器根
據(jù)優(yōu)先級(jí)選擇其中一路數(shù)據(jù),另一路反饋以阻塞信號(hào);當(dāng)下一節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)時(shí),產(chǎn)生反饋信
號(hào)給上一節(jié)點(diǎn),當(dāng)收到表示阻塞的反饋信號(hào)時(shí),虛通道通過換路,選取其他存在數(shù)據(jù)的虛通
道進(jìn)行傳輸。 所述N-1條虛通道分為兩組,包括逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán);所述仲裁器包括逆時(shí)針
仲裁單元、順時(shí)針仲裁單元和輸出仲裁單元。 所述虛通道對(duì)應(yīng)獨(dú)立的緩存資源。 本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為提供一種單芯片上多個(gè)功能部件之間的環(huán)形通信架構(gòu),屬 于一種片上網(wǎng)絡(luò)。該架構(gòu)為可擴(kuò)展設(shè)計(jì),環(huán)上可以根據(jù)需要配置任意數(shù)目的交換節(jié)點(diǎn),每個(gè) 節(jié)點(diǎn)下面可以根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用連接相應(yīng)的硬件資源,可以是處理器,也可以是總線型子系統(tǒng)。 各個(gè)硬件資源通過交換節(jié)點(diǎn)在環(huán)上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明中,相鄰節(jié)點(diǎn)之間有順時(shí)針和逆 時(shí)針兩條物理通道,因此在整個(gè)系統(tǒng)中形成了順逆兩個(gè)數(shù)據(jù)環(huán)。 從本地硬件資源所發(fā)出的數(shù)據(jù)以一定數(shù)據(jù)包格式進(jìn)入本地節(jié)點(diǎn),然后根據(jù)其目的 地址,選擇順時(shí)針或者逆時(shí)針方向發(fā)送至下一級(jí)節(jié)點(diǎn)的緩沖隊(duì)列中,然后下一節(jié)點(diǎn)再將其 轉(zhuǎn)發(fā)至其下一級(jí)節(jié)點(diǎn),逐級(jí)遞減,最后到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)并發(fā)送至其所連接的硬件資源,完成一 次數(shù)據(jù)傳輸。 當(dāng)整個(gè)環(huán)上連接N個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部含有N-l個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)所用的虛通道,以 并行的形式放置,每個(gè)虛通道以一定方式對(duì)應(yīng)一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn),稱為全節(jié)點(diǎn)虛通道方法。N-l
5個(gè)虛通道分成兩組,分別用在逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán)上,其中兩個(gè)方向上的數(shù)目可以根據(jù)需 要自己定義,并與路由機(jī)制相結(jié)合。特別的,當(dāng)N-1個(gè)虛通道同時(shí)分配在一個(gè)方向上時(shí),整 個(gè)系統(tǒng)只需要一條物理通道即可。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在能夠有效解決多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同形成的隊(duì)頭阻塞、提
高通信效率。


圖1是均衡分配的全節(jié)點(diǎn)虛通道環(huán)形片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是7個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)全節(jié)點(diǎn)虛通道所形成的虛擬環(huán)的示意圖。
圖3是虛擬環(huán)上的數(shù)據(jù)傳輸過程的示意圖。
圖4是交換節(jié)點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1 參照?qǐng)D1 圖4,一種全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法,在所述片 上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,存在N個(gè)交換節(jié)點(diǎn),N為自然數(shù),N個(gè)交換節(jié)點(diǎn)形成環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)內(nèi)存在并行的N-l條虛通道,分別對(duì)應(yīng)來自上一節(jié)點(diǎn)的N-l種地址的數(shù)據(jù),所 有節(jié)點(diǎn)中以某個(gè)目標(biāo)地址節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的虛通道組成一個(gè)虛擬環(huán),所有發(fā)送至該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù) 據(jù)均通過該虛擬環(huán)發(fā)送; 當(dāng)輸入FIFO模塊和虛通道同時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送至下一節(jié)點(diǎn)時(shí),根據(jù)優(yōu)先級(jí)配置選擇其 中一路數(shù)據(jù),發(fā)送至物理通道,另一路反饋以阻塞信號(hào),當(dāng)下一節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)時(shí),產(chǎn)生反饋 信號(hào)給上一節(jié)點(diǎn),當(dāng)收到表示阻塞的反饋信號(hào)時(shí),虛通道通過換路,選取其他存在數(shù)據(jù)的虛 通道進(jìn)行傳輸。 所述N-1條虛通道分為兩組,分別用在逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán)上。當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)N為奇 數(shù)時(shí),逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán)上均配置(N-l)/2組虛通道;當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)N為偶數(shù)時(shí),逆時(shí)針環(huán)和 順時(shí)針環(huán)上分別配置(N-2)/2和N/2組虛通道。 該系統(tǒng)在傳輸過程中,每個(gè)數(shù)據(jù)都伴隨一個(gè)地址信息。當(dāng)數(shù)據(jù)從起始節(jié)點(diǎn)發(fā)出后, 下一節(jié)點(diǎn)在接收時(shí)根據(jù)地址信息將數(shù)據(jù)存放到相應(yīng)的虛通道中,使用固定地址模式每個(gè) 節(jié)點(diǎn)內(nèi)需要配置一個(gè)單獨(dú)的地址表,將每個(gè)虛通道對(duì)應(yīng)其后節(jié)點(diǎn)的地址,此時(shí)每次轉(zhuǎn)發(fā)時(shí) 無需更改地址;在數(shù)據(jù)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)之后,最后轉(zhuǎn)發(fā)至與其相連的本地資源以供處理使用, 完成一次數(shù)據(jù)傳輸。 或者是當(dāng)數(shù)據(jù)從起始節(jié)點(diǎn)發(fā)出后,下一節(jié)點(diǎn)在接收時(shí)根據(jù)地址信息將數(shù)據(jù)存放 到相應(yīng)的虛通道中,使用遞減地址模式每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)可以采用同樣的虛通道地址分配表,第 i條虛通道對(duì)應(yīng)該節(jié)點(diǎn)后第i個(gè)節(jié)點(diǎn),i為自然數(shù),此時(shí)在每次轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)需要自動(dòng)將地址 減l,在數(shù)據(jù)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)之后,最后轉(zhuǎn)發(fā)至與其相連的本地資源以供處理使用,完成一次 數(shù)據(jù)傳輸。 每條虛通道至少可以存放l個(gè)基本數(shù)據(jù)單位,并有附加的虛通道空滿狀態(tài)位。采 用時(shí)分復(fù)用的形式共享節(jié)點(diǎn)之間的物理通道,所述虛通道對(duì)應(yīng)獨(dú)立的緩存資源。
當(dāng)整個(gè)環(huán)上連接N個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部含有N-1個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)所用的虛通道,以 并行的形式放置,每個(gè)虛通道以一定方式對(duì)應(yīng)一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn),稱為全節(jié)點(diǎn)虛通道方法。N-l 個(gè)虛通道分成兩組,分別用在逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán)上,其中兩個(gè)方向上的數(shù)目可以根據(jù)需 要自己定義,并與路由機(jī)制相結(jié)合。特別的,當(dāng)N-l個(gè)虛通道同時(shí)分配在一個(gè)方向上時(shí),整 個(gè)系統(tǒng)只需要一條物理通道即可。 采用最短路徑路由機(jī)制。即在順時(shí)針和逆時(shí)針兩條路徑中,數(shù)據(jù)包選擇經(jīng)過節(jié)點(diǎn) 較少的那條傳輸。按此機(jī)制,任意節(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)包最多經(jīng)過[N/2](即不超過N/2的最大 整數(shù))跳數(shù)即可到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。由于虛通道是用以緩存來自上一節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的,而按 此路由機(jī)制來自上一節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)同方向上最多可以有[N/2]個(gè)目的地址,因此本發(fā)明在每 個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部,兩個(gè)方向上均配置[N/2]條虛通道。特別的,當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)N為偶數(shù)時(shí),由于從某 個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)往最遠(yuǎn)距離節(jié)點(diǎn)時(shí),順時(shí)針和逆時(shí)針跳數(shù)相同,此時(shí)如果定義數(shù)據(jù)包只能往一個(gè) 方向發(fā)送,則每個(gè)節(jié)點(diǎn)在另一方向上可以減少一條虛通道,即兩個(gè)方向的虛通道數(shù)目分別 為(N-2)/2和N/2。
實(shí)施例2 參照?qǐng)D1 圖4,一種全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換系統(tǒng),包括N個(gè) 交換節(jié)點(diǎn),N為自然數(shù),N個(gè)交換節(jié)點(diǎn)形成環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),所述交換節(jié)點(diǎn)包括虛通道組、仲裁 器、路由器、輸入FIFO和輸出FIFO模塊,其中虛通道組包括N-l條獨(dú)立緩存資源的虛通道, 分別對(duì)應(yīng)來自上一節(jié)點(diǎn)的N-l種地址的數(shù)據(jù),所有節(jié)點(diǎn)中以某個(gè)目標(biāo)地址節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的虛擬 道組成一個(gè)虛擬環(huán),所有發(fā)送至該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)均通過該虛擬環(huán)發(fā)送;
當(dāng)輸入輸出FIFO模塊和虛通道同時(shí)要將數(shù)據(jù)發(fā)送到下一節(jié)點(diǎn)時(shí),通過仲裁器根 據(jù)優(yōu)先級(jí)選擇其中一路數(shù)據(jù),另一路反饋以阻塞信號(hào);當(dāng)下一節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)時(shí),產(chǎn)生反饋信 號(hào)給上一節(jié)點(diǎn),當(dāng)收到表示阻塞的反饋信號(hào)時(shí),虛通道通過換路,選取其他存在數(shù)據(jù)的虛通 道進(jìn)行傳輸。 所述N-1條虛通道分為兩組,包括逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán);所述仲裁器包括逆時(shí)針
仲裁單元、順時(shí)針仲裁單元和輸出仲裁單元。 所述虛通道對(duì)應(yīng)獨(dú)立的緩存資源。 圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)例的環(huán)形片上網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)圖。圖中采用了順時(shí)針 和逆時(shí)針兩個(gè)方向數(shù)據(jù)環(huán),因此節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的虛通道也分為兩組。需要注意的是,為了表述方 便,這里每組虛通道均設(shè)置了 N/2條虛通道,實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)的奇偶性節(jié)省1 到2條。由于順時(shí)針和逆時(shí)針數(shù)據(jù)環(huán)除了方向不同外,其他特征和實(shí)現(xiàn)方式都一致,因此這 里只舉例討論逆時(shí)針數(shù)據(jù)環(huán)。圖中,根據(jù)最小條數(shù)路由,節(jié)點(diǎn)O可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到節(jié)點(diǎn)1, 節(jié)點(diǎn)2,……,節(jié)點(diǎn)N/2,這些數(shù)據(jù)在發(fā)送到節(jié)點(diǎn)1時(shí),都會(huì)先緩存到節(jié)點(diǎn)1的輸入隊(duì)列,即 逆時(shí)針虛通道中。因此,節(jié)點(diǎn)1的逆時(shí)針虛通道中的數(shù)據(jù)可能有的地址分別為1,2,……, N/2,共N/2個(gè)。本發(fā)明給每個(gè)地址均分配了一條虛通道,當(dāng)節(jié)點(diǎn)O中的數(shù)據(jù)發(fā)送到節(jié)點(diǎn)1 時(shí),首先根據(jù)該數(shù)據(jù)的目標(biāo)地址,在節(jié)點(diǎn)1的逆時(shí)針虛通道中選擇對(duì)應(yīng)該地址的那條并存 儲(chǔ)數(shù)據(jù),之后節(jié)點(diǎn)1再從多條虛通道中選擇一條,將其中的數(shù)據(jù)發(fā)送到本地節(jié)點(diǎn)或下一節(jié) 點(diǎn)。在這種機(jī)制下,當(dāng)整個(gè)環(huán)的N個(gè)節(jié)點(diǎn)中,某個(gè)節(jié)點(diǎn)由于硬件資源處理能力有限等原因而 無法接收新的數(shù)據(jù)時(shí),每個(gè)節(jié)點(diǎn)的虛通道組中以該節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)地址的虛通道被處在阻塞狀 態(tài),此時(shí)以其他節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)地址的數(shù)據(jù)可以通過它相應(yīng)地址的虛通道進(jìn)行傳輸,而不會(huì)被阻塞。 在這種機(jī)制下,每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的每條虛通道都對(duì)應(yīng)不同的目的節(jié)點(diǎn),因此本發(fā)明稱作全節(jié)點(diǎn)虛通道。同時(shí),不同節(jié)點(diǎn)內(nèi)以相同目標(biāo)節(jié)點(diǎn)為地址的各個(gè)虛通道又構(gòu)成一條虛擬環(huán)。圖2是在7個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),以節(jié)點(diǎn)0為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的各個(gè)虛通道所組成的虛擬環(huán)。從圖中可以看到,7個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)在順時(shí)針和逆時(shí)針方向上各有3條虛通道。由于按最短路徑路由機(jī)制,節(jié)點(diǎn)4發(fā)送到節(jié)點(diǎn)0的數(shù)據(jù)必定是經(jīng)過節(jié)點(diǎn)5,節(jié)點(diǎn)6的,無需經(jīng)過節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4的虛通道。同理,節(jié)點(diǎn)3發(fā)出的數(shù)據(jù)也無需經(jīng)過兩者的虛通道組。因此,這個(gè)虛擬環(huán)由逆時(shí)針上節(jié)點(diǎn)5,節(jié)點(diǎn)6,節(jié)點(diǎn)0,以及順時(shí)針上節(jié)點(diǎn)2,節(jié)點(diǎn)l,節(jié)點(diǎn)0各自的一條虛通道組成。同理,以節(jié)點(diǎn)1為目的地址的各條虛通道也可以形成這么一個(gè)虛擬數(shù)據(jù)環(huán)。各個(gè)虛擬環(huán)以時(shí)分復(fù)用的形式共享節(jié)點(diǎn)間的物理通道,但節(jié)點(diǎn)內(nèi)的存儲(chǔ)資源則各自獨(dú)立,因此不會(huì)在節(jié)點(diǎn)內(nèi)造成不同目的節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的阻塞。圖2中示例了 7個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)虛擬環(huán)的情況,當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)更少或者更多時(shí)可以同理類推。 圖2的實(shí)施例中,對(duì)數(shù)據(jù)包的地址處理可以采用兩種方式,如發(fā)明內(nèi)容所述,其1是固定地址模式,其2是地址遞減模式。第一種模式時(shí),每條黑色的虛通道都固定為以節(jié)點(diǎn)O為目標(biāo)地址,這樣更為直觀,但不同的節(jié)點(diǎn)配置各不相同。第二種模式中,先給虛通道組進(jìn)行編號(hào),自下而上分別為0到2,其中編號(hào)為i的虛通道對(duì)應(yīng)該節(jié)點(diǎn)后第i個(gè)節(jié)點(diǎn),如節(jié)點(diǎn)5中黑色的虛通道編號(hào)為2,因此對(duì)應(yīng)其后第2個(gè)節(jié)點(diǎn),即節(jié)點(diǎn)0。當(dāng)以節(jié)點(diǎn)0為目標(biāo)地址的數(shù)據(jù)從節(jié)點(diǎn)5轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點(diǎn)6時(shí),須將其地址自動(dòng)減l,從而節(jié)點(diǎn)6可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在它的虛通道1中,對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)6后第1個(gè)節(jié)點(diǎn),即節(jié)點(diǎn)0。當(dāng)數(shù)據(jù)包存放在某個(gè)節(jié)點(diǎn)的虛通道O時(shí),表示已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn),此時(shí)節(jié)點(diǎn)須將該數(shù)據(jù)發(fā)送到本地硬件資源,而不是繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)至下一節(jié)點(diǎn)。 圖3是虛擬環(huán)上數(shù)據(jù)的傳輸過程。圖中,節(jié)點(diǎn)I中的虛通道J,節(jié)點(diǎn)1+1中的虛通道J-1等共同組成了以節(jié)點(diǎn)I+J為目標(biāo)地址的一個(gè)虛擬環(huán)。每個(gè)虛通道可以根據(jù)應(yīng)用設(shè)置不同的深度。在圖3的實(shí)施例中使用了深度為2的輸入緩沖。數(shù)據(jù)從節(jié)點(diǎn)I發(fā)送至節(jié)點(diǎn)1+1后,由節(jié)點(diǎn)1+1根據(jù)是否接收了該數(shù)據(jù)、以及該編號(hào)虛通道是否還有剩余空間等信息發(fā)送反饋信號(hào)至節(jié)點(diǎn)I,然后節(jié)點(diǎn)I可以根據(jù)該反饋信號(hào)決定是否繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。這個(gè)過程可以通過流水線的形式完成,使得數(shù)據(jù)在虛擬環(huán)上可以無停頓地連續(xù)傳輸。
本發(fā)明中,數(shù)據(jù)通過節(jié)點(diǎn)進(jìn)行接收和發(fā)送時(shí),除了虛通道組之外,還需要路由器,仲裁器,輸入輸出FIFO等模塊進(jìn)行協(xié)同工作。圖4為一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖的實(shí)施例。圖中,交換節(jié)點(diǎn)有順時(shí)針環(huán)、逆時(shí)針環(huán)和本地硬件資源三個(gè)輸入端口 ,數(shù)據(jù)經(jīng)過交換節(jié)點(diǎn)后同樣有這三個(gè)輸出端口 。其中,來自任意一個(gè)輸入端口的數(shù)據(jù)都可以將數(shù)據(jù)輸出到其他兩個(gè)輸出端口。同樣,任意一個(gè)輸出端口也有來自兩個(gè)不同輸入端口的數(shù)據(jù)。因此一個(gè)輸出端口在將數(shù)據(jù)發(fā)送到物理通道之前,需要一個(gè)仲裁器根據(jù)優(yōu)先級(jí)從兩個(gè)輸入端口中選擇一個(gè),即圖4中兩個(gè)環(huán)仲裁器和一個(gè)輸出仲裁器的作用。圖4中,輸入FIFO模塊用來暫存來自本地硬件資源的數(shù)據(jù),路由模塊用來判斷該數(shù)據(jù)使用順時(shí)針還是逆時(shí)針環(huán)來發(fā)送數(shù)據(jù)。輸出FIFO將來自環(huán)形網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)發(fā)送至本地硬件資源。需要注意的是,圖4的實(shí)施例僅僅描述了一種使用全節(jié)點(diǎn)虛通道的環(huán)形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中交換節(jié)點(diǎn)的微結(jié)構(gòu),因此,可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下,對(duì)前述內(nèi)容進(jìn)行若干變更,例如可以將多個(gè)仲裁器集合起來等。
應(yīng)該注意到,以上實(shí)施例中是以平均方式分配順時(shí)針和逆時(shí)針環(huán)上的虛通道數(shù)目來實(shí)現(xiàn)的。但按其他比例分配虛通道數(shù)目也在本發(fā)明的權(quán)利范圍。特別的,當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)中,所有虛通道都分配在同一個(gè)方向的環(huán)上時(shí),整個(gè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)只有一條物理通道。這種方式犧牲了部分性能,但節(jié)省了節(jié)點(diǎn)之間的布線資源。
權(quán)利要求
一種全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法,其特征在于在所述片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,存在N個(gè)交換節(jié)點(diǎn),N為自然數(shù),N個(gè)交換節(jié)點(diǎn)形成環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)內(nèi)存在并行設(shè)置的N-1條虛通道,分別對(duì)應(yīng)來自上一節(jié)點(diǎn)的N-1種地址的數(shù)據(jù),所有節(jié)點(diǎn)中以某個(gè)目標(biāo)地址節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的虛通道組成一個(gè)虛擬環(huán),所有發(fā)送至該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)均通過該虛擬環(huán)發(fā)送;當(dāng)輸入FIFO模塊和虛通道同時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送至下一節(jié)點(diǎn)時(shí),根據(jù)優(yōu)先級(jí)配置選擇其中一路數(shù)據(jù),發(fā)送至物理通道,另一路反饋以阻塞信號(hào),當(dāng)下一節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)時(shí),產(chǎn)生反饋信號(hào)給上一節(jié)點(diǎn),當(dāng)收到表示阻塞的反饋信號(hào)時(shí),虛通道通過換路,選取其他存在數(shù)據(jù)的虛通道進(jìn)行傳輸。
2. 如權(quán)利要求1所述的全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法,其特征在 于所述N-l條虛通道分為兩組,分別用在逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán)上。
3. 如權(quán)利要求2所述的全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法,其特征在 于當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)N為奇數(shù)時(shí),逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán)上均配置(N-l)/2]組虛通道;當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)N為 偶數(shù)時(shí),逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán)上分別配置(N_2)/2和N/2組虛通道。
4. 如權(quán)利要求1 3之一所述的全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法,其 特征在于當(dāng)數(shù)據(jù)從起始節(jié)點(diǎn)發(fā)出后,下一節(jié)點(diǎn)在接收時(shí)根據(jù)地址信息將數(shù)據(jù)存放到相應(yīng)的虛通道中,使用固定地址模式每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)需要配置一個(gè)單獨(dú)的地址表,將每個(gè)虛通道對(duì) 應(yīng)其后節(jié)點(diǎn)的地址,此時(shí)每次轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)無需更改地址;在數(shù)據(jù)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)之后,最后轉(zhuǎn)發(fā)至 與其相連的本地資源以供處理使用,完成一次數(shù)據(jù)傳輸。
5. 如權(quán)利要求1 3之一所述的全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法,其 特征在于當(dāng)數(shù)據(jù)從起始節(jié)點(diǎn)發(fā)出后,下一節(jié)點(diǎn)在接收時(shí)根據(jù)地址信息將數(shù)據(jù)存放到相應(yīng) 的虛通道中,使用遞減地址模式每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)可以采用同樣的虛通道地址分配表,第i條虛 通道對(duì)應(yīng)該節(jié)點(diǎn)后第i個(gè)節(jié)點(diǎn),i為自然數(shù),此時(shí)在每次轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)需要自動(dòng)將地址減l,在 數(shù)據(jù)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)之后,最后轉(zhuǎn)發(fā)至與其相連的本地資源以供處理使用,完成一次數(shù)據(jù)傳 輸。
6. 如權(quán)利要求1 3之一所述的全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法,其特征在于每條虛通道至少存在1個(gè)基本數(shù)據(jù)單位,并有附加的虛通道空滿狀態(tài)位。
7. 如權(quán)利要求1 3之一所述的全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法,其特征在于采用時(shí)分復(fù)用的形式共享節(jié)點(diǎn)之間的物理通道,所述虛通道對(duì)應(yīng)獨(dú)立的緩存資 源。
8. —種用如權(quán)利要求1所述的全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法實(shí)現(xiàn)的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換系統(tǒng),其特征在于所述片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換系統(tǒng)包括N個(gè)交換節(jié)點(diǎn),N為自然數(shù),N個(gè)交換節(jié)點(diǎn)形成環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),所述交換節(jié)點(diǎn)包括虛通道 組、仲裁器、路由器、輸入FIFO模塊和輸出FIFO模塊,其中虛通道組含有并行放置的N-l條 虛通道,分別對(duì)應(yīng)來自上一節(jié)點(diǎn)的N-l種地址的數(shù)據(jù),所有節(jié)點(diǎn)中以某個(gè)目標(biāo)地址節(jié)點(diǎn)對(duì) 應(yīng)的虛擬道組成一個(gè)虛擬環(huán),所有發(fā)送至該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)均通過該虛擬環(huán)發(fā)送;當(dāng)輸入FIFO模塊和虛通道同時(shí)要將數(shù)據(jù)發(fā)送到下一節(jié)點(diǎn)時(shí),通過仲裁器根據(jù)優(yōu)先級(jí) 選擇其中一路數(shù)據(jù),另一路反饋以阻塞信號(hào);當(dāng)下一節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)時(shí),產(chǎn)生反饋信號(hào)給上一 節(jié)點(diǎn),當(dāng)收到表示阻塞的反饋信號(hào)時(shí),虛通道通過換路,選取其他存在數(shù)據(jù)的虛通道進(jìn)行傳輸。
9. 如權(quán)利要求8所述的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換系統(tǒng),其特征在于所述N-l條虛 通道分為兩組,包括逆時(shí)針環(huán)和順時(shí)針環(huán);所述仲裁器包括逆時(shí)針仲裁單元、順時(shí)針仲裁單 元和輸出仲裁單元。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換系統(tǒng),其特征在于所述虛通 道對(duì)應(yīng)獨(dú)立的緩存資源。
全文摘要
一種全節(jié)點(diǎn)虛通道的片上網(wǎng)絡(luò)環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換方法,N個(gè)交換節(jié)點(diǎn)形成環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)內(nèi)存在并行設(shè)置的N-1條虛通道,分別對(duì)應(yīng)來自上一節(jié)點(diǎn)的N-1種地址的數(shù)據(jù),所有節(jié)點(diǎn)中以某個(gè)目標(biāo)地址節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的虛擬道組成一個(gè)虛擬環(huán),所有發(fā)送至該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)均通過該虛擬環(huán)發(fā)送;當(dāng)輸入FIFO模塊和虛通道同時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送至下一節(jié)點(diǎn)時(shí),根據(jù)優(yōu)先級(jí)配置選擇其中一路數(shù)據(jù),發(fā)送至物理通道,另一路反饋以阻塞信號(hào),當(dāng)下一節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生反饋信號(hào)給上一節(jié)點(diǎn),當(dāng)收到表示阻塞的反饋信號(hào)時(shí),虛通道通過換路選取其他存在數(shù)據(jù)的虛通道進(jìn)行傳輸。以及提出了環(huán)形拓?fù)鋽?shù)據(jù)交換系統(tǒng)。本發(fā)明能夠有效解決各節(jié)點(diǎn)共同形成的隊(duì)頭阻塞、提高通信效率。
文檔編號(hào)H04L12/46GK101789892SQ20101012232
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者嚴(yán)曉浪, 周升, 潘赟, 薛念, 陳雷, 顏曉峰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1
紫金县| 龙南县| 隆安县| 稷山县| 呼玛县| 龙山县| 腾冲县| 南昌市| 牡丹江市| 山阳县| 宁安市| 剑川县| 沭阳县| 波密县| 邳州市| 新龙县| 孟连| 盈江县| 宜黄县| 海淀区| 浮梁县| 巨野县| 五华县| 罗江县| 贵港市| 商南县| 巢湖市| 鄂尔多斯市| 民权县| 五常市| 南召县| 太仆寺旗| 杂多县| 邮箱| 兴义市| 潜江市| 清流县| 库尔勒市| 蚌埠市| 海兴县| 潮州市|