本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于混合三維片上網(wǎng)絡(luò)的分布式流控系統(tǒng)及機(jī)制，特別涉及一種應(yīng)用于總線-noc混合三維片上網(wǎng)絡(luò)的分布式流控系統(tǒng)及機(jī)制，屬于集成電路、片上互連網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著指令并行帶來的性能收益趨于飽和，半導(dǎo)體工業(yè)逐漸向多核片上系統(tǒng)發(fā)展。片上集成核數(shù)的不斷增加，使得互連通信帶寬成為多核系統(tǒng)的性能瓶頸與設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。片上網(wǎng)絡(luò)(network-on-chip，noc)互連架構(gòu)可提高核間通信的并發(fā)性，是緩解多核系統(tǒng)互連帶寬問題的有效解決方案。但noc架構(gòu)并不能減小全片互連線長(zhǎng)度，隨著多核片上系統(tǒng)出現(xiàn)千核級(jí)甚至更大規(guī)模的互連與通信，傳統(tǒng)二維noc在高度并行化和通信密集的應(yīng)用下將產(chǎn)生驚人的通信功耗與通信延時(shí)。三維集成技術(shù)將單個(gè)芯片內(nèi)的有源器件分布在不同物理層上，層間通過硅通孔(throughsiliconvisas,tsvs)實(shí)現(xiàn)互連，在垂直方向上為多核互連提供了新的維度。眾多三維互連架構(gòu)中，總線-noc混合三維片上網(wǎng)絡(luò)，保留各個(gè)二維平面內(nèi)的noc互連結(jié)構(gòu)，而在垂直方向上采用總線互連以構(gòu)造垂直一跳通信，能夠有效發(fā)揮垂直tsv鏈路高速、低耗的通信優(yōu)勢(shì)，更加適用于大規(guī)模多核片上互連。

已有的片上網(wǎng)絡(luò)流控機(jī)制主要分為盡力而為型與保障型兩類。混合三維片上網(wǎng)絡(luò)中,平面內(nèi)noc互連網(wǎng)絡(luò)與垂直互連總線是所有節(jié)點(diǎn)的共享通信資源，當(dāng)數(shù)以千計(jì)的ip核并發(fā)眾多通信流爭(zhēng)用同一通信路徑時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的帶寬競(jìng)爭(zhēng)。盡力而為型流控機(jī)制著眼于互連架構(gòu)整體性能的提升，而忽略了個(gè)體流的通信需求，片上網(wǎng)絡(luò)分布式的仲裁機(jī)制使得網(wǎng)絡(luò)行為與運(yùn)行在處理器核之上的應(yīng)用程序的性能出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)性，無法保障特定應(yīng)用的帶寬與延時(shí)需求。而已有的保障型流控機(jī)制多通過虛電路或時(shí)分復(fù)用技術(shù)，沿?cái)?shù)據(jù)傳輸路徑對(duì)路由緩沖或服務(wù)時(shí)隙進(jìn)行預(yù)約，以形成分離網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行性能隔離。其有助于為個(gè)體流提供通信保障，但可能需要為每個(gè)個(gè)體流單獨(dú)分配服務(wù)隊(duì)列或?qū)е禄ミB帶寬整體利用率不足。

為解決上述問題，有研究提出通過全局同步幀(globally-synchronized-frame,gsf)機(jī)制將路由節(jié)點(diǎn)中的調(diào)度邏輯轉(zhuǎn)移至源節(jié)點(diǎn)以減少路由節(jié)點(diǎn)的面積和功耗開銷，但在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，gsf需要較長(zhǎng)的幀長(zhǎng)才能抵消全局同步帶來的延時(shí)，從而導(dǎo)致信源緩沖區(qū)增大。另一種業(yè)界提出的性能較好的保障型流控機(jī)制為搶占虛擬時(shí)鐘機(jī)制(preemptivevirtualclock,pvc),基于虛擬時(shí)鐘算法為每個(gè)數(shù)據(jù)流分配優(yōu)先級(jí)，當(dāng)發(fā)生優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)時(shí)，采用丟棄與重傳機(jī)制進(jìn)行帶寬保障，雖然避免了使用較大的源緩沖區(qū)，但保障強(qiáng)度與網(wǎng)絡(luò)吞吐率之間存在設(shè)計(jì)矛盾。

已有的流控機(jī)制多針對(duì)百核級(jí)以下的片上網(wǎng)絡(luò)互連規(guī)模，為了實(shí)現(xiàn)單個(gè)數(shù)據(jù)流的通信保障，多采用每流控制機(jī)制。這將使得控制復(fù)雜度隨著多核系統(tǒng)中通信流的增加而增大，從而導(dǎo)致可擴(kuò)展性變差，在百核及千核級(jí)的大規(guī)?；ミB應(yīng)用場(chǎng)景下可能帶來較大的面積開銷和性能損失。與此同時(shí)，混合三維片上網(wǎng)絡(luò)中，除noc互連帶寬外，垂直總線帶寬也是不同數(shù)據(jù)流的通信競(jìng)爭(zhēng)資源。集中式的總線流控機(jī)制會(huì)引入大量額外的tsv數(shù)目，從而帶來的較大的面積開銷，并降低芯片良率。因此，有必要基于混合三維片上網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)特征及應(yīng)用場(chǎng)景，研究開銷節(jié)約、可擴(kuò)展性強(qiáng)的分布式流控機(jī)制，保障單個(gè)個(gè)體流帶寬需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)背景技術(shù)所述流控機(jī)制在大規(guī)模多核互連應(yīng)用背景下帶來較大面積開銷及性能損失等問題，本發(fā)明面向總線-noc混合三維片上網(wǎng)絡(luò)互連架構(gòu)，提出了一種基于匯聚流控制的分布式流控系統(tǒng)及機(jī)制，在不降低整個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)性能的前提下，保障個(gè)體流的通信帶寬需求。該機(jī)制基于匯聚流服務(wù)模型將通過路由節(jié)點(diǎn)與總線的個(gè)體流抽象為多個(gè)匯聚流；各路由仲裁器與總線控制器按照匯聚流的帶寬需求與實(shí)際服務(wù)狀態(tài)之間的差異實(shí)時(shí)確定數(shù)據(jù)包的服務(wù)優(yōu)先等級(jí)并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)通信帶寬的按需分配。本發(fā)明在為互連網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體數(shù)據(jù)流提供帶寬保障服務(wù)的同時(shí)，降低互連網(wǎng)絡(luò)的額外性能與面積開銷。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于混合三維片上網(wǎng)絡(luò)的分布式流控系統(tǒng)，包括流特征學(xué)習(xí)模塊、流行為監(jiān)測(cè)模塊、二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁模塊及分布式總線控制模塊；

流特征學(xué)習(xí)模塊，用于路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元?jiǎng)討B(tài)學(xué)習(xí)經(jīng)其轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流及其帶寬需求，并通過分布式計(jì)算求解全局最擁塞鏈路帶寬需求；進(jìn)一步，依據(jù)匯聚流的帶寬需求及最擁塞鏈路的帶寬需求確定每個(gè)匯聚流在監(jiān)控周期內(nèi)期待被轉(zhuǎn)發(fā)的微片數(shù)；

流行為監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)視路由節(jié)點(diǎn)及總線接口單元在監(jiān)控周期內(nèi)實(shí)際轉(zhuǎn)發(fā)的匯聚流微片數(shù)，并計(jì)算其與匯聚流期待被轉(zhuǎn)發(fā)微片數(shù)的差額，作為資源競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)帶寬分配的依據(jù)；

二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁模塊，用于路由節(jié)點(diǎn)內(nèi)部交叉開關(guān)資源分配時(shí)，仲裁多個(gè)對(duì)同一輸入端口或輸出端口發(fā)起的請(qǐng)求信號(hào)，實(shí)現(xiàn)路由輸出鏈路的帶寬分配；

分布式總線控制模塊，用于通過分布于各總線接口單元的仲裁模塊，實(shí)現(xiàn)混合三維片上網(wǎng)絡(luò)中垂直tsv總線帶寬在各總線接口單元間的分配。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述流特征學(xué)習(xí)模塊包括分布于所有路由節(jié)點(diǎn)和總線接口的若干流特征學(xué)習(xí)器，其中，位于路由節(jié)點(diǎn)的流特征學(xué)習(xí)器，將相同輸入輸出端口間的個(gè)體流抽象為一個(gè)匯聚流；位于總線接口單元的流特征學(xué)習(xí)器，將同一總線上相同發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)間的個(gè)體流抽象為一個(gè)匯聚流。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述流特征學(xué)習(xí)器的流特征學(xué)習(xí)方法如下：

a)數(shù)據(jù)流發(fā)送帶寬預(yù)約請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，將其所產(chǎn)生的通信流帶寬特征由源節(jié)點(diǎn)沿?cái)?shù)據(jù)流傳輸路徑傳輸至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；

b)接收到帶寬預(yù)約請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元，依據(jù)其在本地所需使用的通信資源對(duì)相應(yīng)的匯聚流帶寬需求進(jìn)行累加；

c)數(shù)據(jù)流完成帶寬預(yù)約請(qǐng)求數(shù)據(jù)包發(fā)送后，通知所有路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元；

d)路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元通過分布式計(jì)算查找全局最擁塞鏈路及其相應(yīng)的預(yù)約帶寬；

e)基于最擁塞鏈路的預(yù)約帶寬，各路由節(jié)點(diǎn)及總線接口單元確定其本地匯聚流在監(jiān)控周期內(nèi)期待被轉(zhuǎn)發(fā)的微片數(shù)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，步驟d中全局最擁塞鏈路帶寬需求的分布式計(jì)算求解過程如下：

1)各路由節(jié)點(diǎn)首先求得東、南、西、北、本地五個(gè)方向上的局部通信鏈路的帶寬需求，以及垂直總線鏈路的帶寬需求，并取其最大值作為本地最擁塞鏈路帶寬需求；

2)本地最擁塞鏈路帶寬需求沿著x向、y向、z向依次作分布式對(duì)比傳輸，即在混合三維片上網(wǎng)絡(luò)各平面內(nèi)，左側(cè)路由節(jié)點(diǎn)首先與其右側(cè)相鄰路由節(jié)點(diǎn)的本地鏈路帶寬需求相比較，取其大值沿x向傳輸，直至最右側(cè)路由節(jié)點(diǎn)，獲得x向最擁塞鏈路的帶寬需求；最右側(cè)路由節(jié)點(diǎn)再以相似的方法將x向最擁塞鏈路帶寬需求沿y向作分布式對(duì)比傳輸，獲得平面最擁塞鏈路的帶寬需求；平面最擁塞鏈路帶寬需求在z向通過tsv總線進(jìn)行信息交換，并在其中一個(gè)總線接口單元內(nèi)進(jìn)行對(duì)比，獲得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的全局最擁塞鏈路帶寬需求；

3)全局的最擁塞鏈路帶寬需求沿z向、y向、x向廣播至所有的路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述流行為監(jiān)測(cè)模塊分布于所有路由節(jié)點(diǎn)和總線接口單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控匯聚流的帶寬使用情況，并更新其的優(yōu)先級(jí)；流行為監(jiān)測(cè)模塊為本地每個(gè)匯聚流配置一個(gè)服務(wù)狀態(tài)寄存器，其值體現(xiàn)了匯聚流的預(yù)約帶寬與實(shí)際獲得帶寬的差額；數(shù)據(jù)傳輸階段，每隔監(jiān)控周期，服務(wù)狀態(tài)寄存器的值增加每個(gè)匯聚流期望被轉(zhuǎn)發(fā)的微片數(shù)；每次匯聚流在路由節(jié)點(diǎn)或總線接口單元中被轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)微片，服務(wù)狀態(tài)寄存器的值被減1；服務(wù)狀態(tài)寄存器的實(shí)時(shí)值作為路由節(jié)點(diǎn)交叉開關(guān)分配及總線使用權(quán)分配時(shí)的仲裁依據(jù)，實(shí)時(shí)值越大時(shí)匯聚流有越多可用剩余帶寬，在路由及總線仲裁環(huán)節(jié)將被賦予較高的優(yōu)先級(jí)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁模塊由基于覆蓋邏輯電路的優(yōu)先級(jí)仲裁器與基于最近最少使用原則的round-robin仲裁器級(jí)聯(lián)構(gòu)成，用于確定最終被服務(wù)的匯聚流；當(dāng)多個(gè)匯聚流同時(shí)請(qǐng)求使用相同的路由節(jié)點(diǎn)資源或總線資源時(shí)，以匯聚流服務(wù)狀態(tài)寄存器的當(dāng)前值為輸入，進(jìn)行一級(jí)優(yōu)先級(jí)仲裁；當(dāng)多個(gè)匯聚流具有最高優(yōu)先級(jí)時(shí)，基于最近最少使用原則進(jìn)行二級(jí)仲裁。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述邏輯覆蓋電路由邏輯覆蓋驅(qū)動(dòng)電路、邏輯覆蓋總線與邏輯覆蓋對(duì)比電路組成，有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求的匯聚流將服務(wù)狀態(tài)寄存器當(dāng)前值，通過邏輯覆蓋驅(qū)動(dòng)電路同時(shí)送至邏輯覆蓋總線，低優(yōu)先級(jí)的服務(wù)狀態(tài)值被高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)狀態(tài)值覆蓋；各匯聚流通過對(duì)比邏輯覆蓋總線的當(dāng)前值與送至邏輯覆蓋總線的服務(wù)狀態(tài)值是否一致來判定所轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)是否具有最高優(yōu)先級(jí)；

邏輯覆蓋驅(qū)動(dòng)電路由預(yù)放-求值動(dòng)態(tài)cmos電路實(shí)現(xiàn)，將一個(gè)位時(shí)鐘分為兩部分。邏輯覆蓋驅(qū)動(dòng)電路首先通過下拉nmos對(duì)邏輯覆蓋總線的負(fù)荷電容進(jìn)行預(yù)放；當(dāng)一個(gè)或多個(gè)邏輯覆蓋驅(qū)動(dòng)電路的輸入為邏輯1時(shí)，上拉pmos管導(dǎo)通，邏輯覆蓋總線保持為邏輯1，僅當(dāng)所有邏輯覆蓋驅(qū)動(dòng)電路的輸入為邏輯0時(shí)，邏輯覆蓋總線為邏輯0；

邏輯覆蓋對(duì)比電路采用并行覆蓋對(duì)比方式，以減小邏輯覆蓋延時(shí)，匯聚流服務(wù)狀態(tài)值的所有位同時(shí)加到邏輯覆蓋總線，對(duì)比時(shí)同時(shí)讀取邏輯覆蓋總線上的所有位。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，匯聚流服務(wù)狀態(tài)值采用邏輯連續(xù)編碼：

1)編碼由一串連續(xù)的邏輯0和一串連續(xù)的邏輯1組成；

2)全0和全1的二進(jìn)制串也屬于符合條件的編碼；

3)編碼空間中的任意兩個(gè)代碼間至少有一位不同。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案，所述分布式總線控制模塊是由若干分布于掛接在垂直總線上的各總線接口單元的仲裁模塊構(gòu)成一個(gè)分布式的二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁模塊，其引入兩組tsv總線：一組為仲裁總線，用于完成分布式的邏輯覆蓋；另一組為狀態(tài)信息總線，用于指示一級(jí)優(yōu)先級(jí)仲裁中獲得使用權(quán)的節(jié)點(diǎn)；各總線接口單元中，具有總線使用需求的數(shù)據(jù)流首先將其服務(wù)狀態(tài)值發(fā)送至tsv仲裁總線，然后依據(jù)仲裁總線邏輯覆蓋的結(jié)果設(shè)置狀態(tài)共享總線的狀態(tài)值，分布于各總線接口單元的round-robin仲裁器將依據(jù)共享的狀態(tài)值同步作出判斷，確定唯一的總線使用者。。

另一方面，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于混合三維片上網(wǎng)絡(luò)的分布式流控機(jī)制，用于實(shí)現(xiàn)個(gè)體流的帶寬保障，該流控機(jī)制包括：

1、流控組件分布于總線-noc混合三維片上網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元資源競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)；路由節(jié)點(diǎn)將相同輸入、輸出端口間的所有個(gè)體流抽象為匯聚流；總線接口單元將相同發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)流抽象為匯聚流；路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元中的流控組件基于匯聚流的帶寬需求實(shí)現(xiàn)資源競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)的帶寬分配；

2、匯聚流在各資源競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)的帶寬需求通過在線學(xué)習(xí)獲得；混合三維片上網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的應(yīng)用發(fā)生變化時(shí)，各資源競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)首先進(jìn)入流特征學(xué)習(xí)階段，記錄各個(gè)體流的帶寬需求，并進(jìn)而計(jì)算各匯聚流在特定監(jiān)控周期內(nèi)期待被轉(zhuǎn)發(fā)的微片數(shù)；

3、在路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元的資源競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)，帶寬分配通過基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度機(jī)制實(shí)現(xiàn)，其中數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)先級(jí)由各路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元的本地資源使用狀態(tài)確定，即，由其所屬匯聚流在監(jiān)控周期內(nèi)期待被轉(zhuǎn)發(fā)微片數(shù)與實(shí)際被轉(zhuǎn)發(fā)微片數(shù)的差額確定。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明采用分布式流控機(jī)制，各路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元基于匯聚流的服務(wù)狀態(tài)確定個(gè)體流的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)，控制復(fù)雜度僅與路由端口數(shù)及三維片上網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)相關(guān)，而與片上網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體流的數(shù)目無關(guān)，因而具有更好的可擴(kuò)展性，適用于大規(guī)模片上網(wǎng)絡(luò)互連架構(gòu)；

(2)本發(fā)明采用基于優(yōu)先級(jí)的帶寬保障機(jī)制，在各資源競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)，僅依據(jù)數(shù)據(jù)流的帶寬使用情況確定被服務(wù)的先后順序，而不阻塞任何數(shù)據(jù)流，因而鏈路帶寬能夠得到更加有效的利用，有助于提高片上網(wǎng)絡(luò)互連架構(gòu)的整體性能；

(3)本發(fā)明中數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)由本地資源的使用狀態(tài)確定，而與其它節(jié)點(diǎn)的資源競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)無關(guān)，因而不會(huì)出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)翻轉(zhuǎn)的情形，避免了pvc等機(jī)制中丟棄重傳策略的使用，個(gè)體流的帶寬保障強(qiáng)度不會(huì)與系統(tǒng)性能的提升產(chǎn)生矛盾；

(4)本發(fā)明中優(yōu)先級(jí)仲裁器通過邏輯覆蓋電路實(shí)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的基于二進(jìn)制比較樹(binarycomparisontree)結(jié)構(gòu)的優(yōu)先級(jí)仲裁器相比，具有更低的面積開銷；

(5)本發(fā)明中分布式垂直總線控制器引入的tsv仲裁總線與狀態(tài)信息總線在各總線接口單元間共享，且由整個(gè)三維集成系統(tǒng)的頂層貫穿至底層。與集中式垂直總線控制器相比，額外的tsv開銷更小，且可改善三維集成系統(tǒng)的散熱特性

附圖說明

圖1為總線-noc混合三維片上網(wǎng)絡(luò)互連架構(gòu)；

圖2為用于實(shí)現(xiàn)分布式流控機(jī)制的路由架構(gòu)及其所需的硬件組件；

圖3為最擁塞鏈路帶寬需求的分布式計(jì)算方法，其中，(a)是擁塞鏈路帶寬需求的路由內(nèi)部計(jì)算電路，(b)是擁塞鏈路帶寬需求的全局共享路徑；

圖4為流行為監(jiān)測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)；

圖5為路由節(jié)點(diǎn)開關(guān)分配的流控方案；

圖6為二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁器結(jié)構(gòu)；

圖7為邏輯覆蓋驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)；

圖8為分布式總線控制器結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

本發(fā)明設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于總線-noc混合三維片上網(wǎng)絡(luò)的分布式流控機(jī)制，共額外引入四個(gè)硬件組件構(gòu)成的分布式流控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：流特征學(xué)習(xí)模塊，流行為監(jiān)測(cè)模塊，二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁模塊及分布式總線控制模塊。

本發(fā)明所述流特征學(xué)習(xí)模塊用于路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元?jiǎng)討B(tài)學(xué)習(xí)經(jīng)其轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流及其帶寬需求，并通過分布式計(jì)算求解全局最擁塞鏈路帶寬需求。進(jìn)一步，依據(jù)匯聚流的帶寬需求及最擁塞鏈路的帶寬需求確定每個(gè)匯聚流在監(jiān)控周期內(nèi)期待被轉(zhuǎn)發(fā)的微片數(shù)。

流特征學(xué)習(xí)模塊包括分布于所有路由節(jié)點(diǎn)和總線接口的若干流特征學(xué)習(xí)器，位于路由節(jié)點(diǎn)的流特征學(xué)習(xí)器，將相同輸入輸出端口間的個(gè)體流抽象為一個(gè)匯聚流，對(duì)于具有n個(gè)端口的路由節(jié)點(diǎn)，共可抽象n×(n-1)個(gè)匯聚流；而位于總線接口單元的流特征學(xué)習(xí)器將同一總線上相同發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)間的個(gè)體流抽象為一個(gè)匯聚流，對(duì)于具有m個(gè)節(jié)點(diǎn)的總線，共可抽象m×(m-1)個(gè)匯聚流。流特征學(xué)習(xí)器中每個(gè)匯聚流fij(輸入端口為i,輸出端口為j)配置有一個(gè)帶寬預(yù)約寄存器cij，用于實(shí)現(xiàn)帶寬累加與記憶。

流特征學(xué)習(xí)方法如下：

1.1)多核系統(tǒng)應(yīng)用更新后，帶寬預(yù)約寄存器清0；

1.2)運(yùn)行于各資源節(jié)點(diǎn)的任務(wù)發(fā)送帶寬預(yù)約請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，將其所產(chǎn)生的通信流帶寬特征由源節(jié)點(diǎn)沿傳輸路徑傳輸至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。為了節(jié)省硬件開銷，流帶寬特征由歸一化于最小分辨帶寬的整數(shù)值表示(bw)；

1.3)接收到帶寬預(yù)約請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的路由節(jié)點(diǎn)，基于數(shù)據(jù)包所攜帶的源、目的節(jié)點(diǎn)地址分析數(shù)據(jù)流在該路由節(jié)點(diǎn)中的輸入端口i與輸出端口j,判定數(shù)據(jù)流所屬的匯聚流fij；依據(jù)數(shù)據(jù)包中所攜帶的流帶寬特征，對(duì)流帶寬預(yù)約寄存器cij進(jìn)行累加。接收到帶寬預(yù)約請(qǐng)求的總線接口單元，將其在總線上廣播，實(shí)現(xiàn)總線上所有節(jié)點(diǎn)間的信息共享。各節(jié)點(diǎn)收到帶寬預(yù)約請(qǐng)求后，基于數(shù)據(jù)包所攜帶的源、目的地址分析數(shù)據(jù)流在總線上的發(fā)送節(jié)點(diǎn)i與接收節(jié)點(diǎn)j,判定數(shù)據(jù)流所屬的匯聚流fij，并對(duì)流帶寬預(yù)約寄存器cij進(jìn)行累加；

1.4)各資源節(jié)點(diǎn)完成帶寬預(yù)約請(qǐng)求數(shù)據(jù)包發(fā)送后，通知所有的路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元；

1.5)所有路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元通過分布式計(jì)算查找最擁塞鏈路及其相應(yīng)的預(yù)約帶寬cmax；計(jì)算其在給定監(jiān)控周期w內(nèi)可轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)微片數(shù)fmax；

1.6)反饋cmax與fmax給所有路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元；

1.7)路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元中各匯聚流依據(jù)cij，cmax及fmax確定在特定監(jiān)控周期w內(nèi)期望被轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)微片數(shù)eij；

1.8)流特征學(xué)習(xí)結(jié)束。

全局最擁塞鏈路帶寬需求的分布式求解過程如下：

a)各路由節(jié)點(diǎn)首先求得東、南、西、北、本地五個(gè)方向上的局部通信鏈路的帶寬需求，以及垂直總線鏈路的帶寬需求，并取其最大值作為本地最擁塞鏈路帶寬需求。

b)本地最擁塞鏈路帶寬需求沿著x向、y向、z向依次作分布式對(duì)比傳輸。即在混合三維片上網(wǎng)絡(luò)各平面內(nèi)，左側(cè)路由節(jié)點(diǎn)首先與其右側(cè)相鄰路由節(jié)點(diǎn)的本地鏈路帶寬需求相比較，取其大值沿x向傳輸，直至最右側(cè)路由節(jié)點(diǎn)，獲得x向最擁塞鏈路。最右側(cè)路由節(jié)點(diǎn)再以相似的方法沿y向作分布式對(duì)比傳輸獲得平片面內(nèi)的最擁塞鏈路。平面最擁塞鏈路帶寬需求在z向通過tsv總線進(jìn)行信息交換，并在其中一個(gè)總線接口單元內(nèi)進(jìn)行對(duì)比，獲得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的全局最擁塞鏈路帶寬需求。

c)全局的最擁塞鏈路帶寬需求沿z向、y向、x向廣播至所有的路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元。

本發(fā)明所述流行為監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)視路由節(jié)點(diǎn)及總線接口單元在監(jiān)控周期內(nèi)實(shí)際轉(zhuǎn)發(fā)的匯聚流微片數(shù)，并計(jì)算其與匯聚流期待被轉(zhuǎn)發(fā)微片數(shù)的差額，作為資源競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)帶寬分配的依據(jù)。

流行為監(jiān)測(cè)模塊為本地每個(gè)匯聚流設(shè)置一個(gè)流服務(wù)狀態(tài)寄存器，其值體現(xiàn)了匯聚流的預(yù)約帶寬與實(shí)際獲得帶寬的差額。路由節(jié)點(diǎn)中共有25個(gè)流服務(wù)狀態(tài)寄存器，總線接口單元中的流服務(wù)狀態(tài)寄存器數(shù)目取決于混合三維片上網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)。流服務(wù)狀態(tài)寄存器的值隨著各資源競(jìng)爭(zhēng)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。每個(gè)監(jiān)控周期的起始時(shí)刻，各匯聚流服務(wù)狀態(tài)寄存器的值增加一定份額，其值為匯聚流在監(jiān)控周期內(nèi)期待被轉(zhuǎn)發(fā)的微片數(shù)；當(dāng)匯聚流被轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)微片后，相應(yīng)服務(wù)狀態(tài)寄存器的值減1。

流行為監(jiān)控模塊為每個(gè)匯聚流fij配置一個(gè)服務(wù)狀態(tài)寄存器sij,其中在流特征學(xué)習(xí)階段清0。在數(shù)據(jù)傳輸階段，每隔監(jiān)控周期w，sij的值增加eij(即，監(jiān)控周期w內(nèi)，fij期望被轉(zhuǎn)發(fā)的微片數(shù))；每次匯聚流fij在路由節(jié)點(diǎn)或總線接口單元中被轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)微片，sij的值被減1。sij的實(shí)時(shí)值將被作為路由節(jié)點(diǎn)交叉開關(guān)分配及總線使用權(quán)分配時(shí)的仲裁依據(jù)。sij的值較大時(shí)意味著匯聚流fij尚有較多可用剩余帶寬，在路由及總線仲裁環(huán)節(jié)將被賦予較高的優(yōu)先級(jí)。

本發(fā)明所述二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁模塊是由若干分布于掛接在垂直總線上的各總線接口單元的仲裁模塊構(gòu)成一個(gè)分布式的二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁模塊，由基于優(yōu)先級(jí)的仲裁器與round-robin仲裁器級(jí)聯(lián)構(gòu)成，當(dāng)多個(gè)數(shù)據(jù)流同時(shí)爭(zhēng)用路由或總線帶寬時(shí)，用于確定最終被服務(wù)的數(shù)據(jù)流。多個(gè)匯聚流同時(shí)請(qǐng)求使用相同的路由節(jié)點(diǎn)資源或總線資源時(shí)，以匯聚流服務(wù)狀態(tài)寄存器的當(dāng)前值為輸入，進(jìn)行一級(jí)優(yōu)先級(jí)仲裁；當(dāng)多個(gè)匯聚流具有最高優(yōu)先級(jí)時(shí)，基于最近最少使用原則進(jìn)行二級(jí)仲裁。

基于優(yōu)先級(jí)的仲裁器由邏輯覆蓋電路構(gòu)成，所有請(qǐng)求被轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流fij將其服務(wù)狀態(tài)值sij同時(shí)送至仲裁總線，低優(yōu)先的sij將被高優(yōu)先級(jí)的sij覆蓋，具有最高優(yōu)先級(jí)的sij將保留在仲裁總線上。當(dāng)兩個(gè)以上的fij同時(shí)具有最高優(yōu)先級(jí)sij時(shí)，通過round-robin仲裁器在其中作出選擇，確保仲裁結(jié)果的唯一性。

邏輯覆蓋電路由邏輯覆蓋驅(qū)動(dòng)電路與對(duì)比電路組成。所有請(qǐng)求被轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流將其服務(wù)狀態(tài)值同時(shí)送至邏輯覆蓋總線，低優(yōu)先級(jí)的服務(wù)狀態(tài)值被高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)狀態(tài)值覆蓋。各匯聚流通過讀取邏輯覆蓋總線的值是否與自己的服務(wù)狀態(tài)值一致判定其是否具有最高優(yōu)先級(jí)。邏輯覆蓋驅(qū)動(dòng)電路由預(yù)放-求值動(dòng)態(tài)cmos電路實(shí)現(xiàn)。將一個(gè)位時(shí)鐘分為兩部分，所有節(jié)點(diǎn)首先通過下拉nmos對(duì)邏輯覆蓋總線的負(fù)荷電容進(jìn)行預(yù)放；當(dāng)一個(gè)或多個(gè)邏輯覆蓋電路的輸入為邏輯1時(shí)，上拉pmos管導(dǎo)通，邏輯覆蓋總線保持為邏輯1，僅當(dāng)所有邏輯覆蓋電路的輸入為邏輯0時(shí)，邏輯覆蓋總線為邏輯0。邏輯覆蓋對(duì)比電路采用采用并行覆蓋對(duì)比方式，以減小邏輯覆蓋延時(shí)。匯聚流服務(wù)狀態(tài)值的所有位同時(shí)加到邏輯覆蓋總線，對(duì)比時(shí)同時(shí)讀取邏輯覆蓋總線上的所有位。

為了避免并行覆蓋對(duì)比方式中部分位相互覆蓋，匯聚流服務(wù)狀態(tài)值采用邏輯連續(xù)編碼：

1)編碼需由一串連續(xù)的邏輯0和一串連續(xù)的邏輯1組成；

2)全0和全1的二進(jìn)制串也屬于符合條件的編碼；

3)編碼空間中的任意兩個(gè)代碼間至少有一位不同。

本發(fā)明所述分布式總線控制模塊分布于掛接在垂直總線上的各總線接口單元，通過分布式的二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁器實(shí)現(xiàn)垂直tsv總線仲裁。需引入兩組tsv總線。一組為仲裁總線，用于完成分布式的邏輯覆蓋；另一組為狀態(tài)信息總線，用于指示一級(jí)優(yōu)先級(jí)仲裁中獲得使用權(quán)的節(jié)點(diǎn)。邏輯覆蓋電路分布于各總線接口單元控制器中，且每個(gè)總線接口單元控制器中均配置有一個(gè)roundrobin仲裁器，并同步操作。除用于實(shí)現(xiàn)邏輯覆蓋的tsv總線外，額外引入tsv狀態(tài)信息總線用于第一級(jí)仲裁結(jié)果在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的共享。以tsv狀態(tài)信息總線的值為輸入，各個(gè)總線接口單元中roundrobin仲裁器按照最近最少使用原則確定唯一的總線使用者。各總線接口單元中，具有總線使用需求的數(shù)據(jù)流首先將其sij發(fā)送至tsv仲裁總線，然后依據(jù)仲裁總線邏輯覆蓋的結(jié)果設(shè)置狀態(tài)共享總線的狀態(tài)值，分布于各總線接口單元的round-robin仲裁器將依據(jù)共享的狀態(tài)值同步作出判斷，確定唯一的總線使用者。

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

本發(fā)明所述分布式流控機(jī)制應(yīng)用于總線-noc混合三維片上網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。各資源節(jié)點(diǎn)規(guī)則分布于不同層內(nèi)并通過路由節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互連。路由節(jié)點(diǎn)有六個(gè)互連端口，分別是東端口(e)、南端口(s)、西端口(w)、北端口(n)、本地端口(l)及垂直端口(v)。東、南、西、北四個(gè)端口實(shí)現(xiàn)與平面內(nèi)相鄰路由節(jié)點(diǎn)間的互連；本地端口與資源節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互連；垂直端口與總線接口單元互連。源節(jié)點(diǎn)s與目的節(jié)點(diǎn)d間的數(shù)據(jù)流按維序xyz路徑轉(zhuǎn)發(fā)，即數(shù)據(jù)流首先在源節(jié)點(diǎn)所在的平面內(nèi)傳輸，當(dāng)?shù)竭_(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所在的垂直位置d(x,y)后，經(jīng)路由垂直端口轉(zhuǎn)發(fā)至tsv總線，最終到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。流特征學(xué)習(xí)階段資源預(yù)約請(qǐng)求包也按照相同的路徑轉(zhuǎn)發(fā)。

本發(fā)明所述分布式流控機(jī)制所需的硬件組件分布于各路由節(jié)點(diǎn)及總線接口單口單元，如圖2所示。其中，路由節(jié)點(diǎn)為經(jīng)典輸入虛通道結(jié)構(gòu)，由路由計(jì)算、虛通道分配、開關(guān)分配、開關(guān)傳輸四級(jí)流水線組成。在xyz維序路由下，總線接收的數(shù)據(jù)包直接提交給資源節(jié)點(diǎn)，無需進(jìn)一步路由，因而路由節(jié)點(diǎn)有五個(gè)輸入端口，六個(gè)輸出端口，路由節(jié)點(diǎn)內(nèi)部共可抽象25個(gè)匯聚流。在經(jīng)典結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，額外增加流特征學(xué)習(xí)模塊、流行為監(jiān)測(cè)模塊及二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁模塊實(shí)現(xiàn)匯聚流的帶寬保障。流特征學(xué)習(xí)模塊在學(xué)習(xí)各匯聚流帶寬需求的基礎(chǔ)上，通過分布式計(jì)算確定最擁塞鏈路，并估計(jì)各匯聚流在監(jiān)控周期w內(nèi)被轉(zhuǎn)發(fā)微片數(shù)的期待值。流行為監(jiān)測(cè)模塊基于流特征學(xué)習(xí)結(jié)果及開關(guān)分配結(jié)果計(jì)算各匯聚流預(yù)約帶寬與實(shí)際獲得帶寬間差值，并確定各匯聚流的服務(wù)優(yōu)先級(jí)。二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁模塊依據(jù)流監(jiān)測(cè)模塊提供的優(yōu)先級(jí)優(yōu)先為帶寬余量較大的匯聚流分配開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)帶寬分配。

總線接口單元含一個(gè)發(fā)送緩沖與一個(gè)接收緩沖，在此基礎(chǔ)上額外增加流特征學(xué)習(xí)模塊、流行為監(jiān)測(cè)模塊及分布式總線控制模塊實(shí)現(xiàn)總線帶寬分配?？偩€上的匯聚流數(shù)目由總線接口單元數(shù)(即，總線-noc三維片上網(wǎng)絡(luò)的層數(shù))確定。流特征學(xué)習(xí)模塊與流行為監(jiān)測(cè)模塊的工作原理與路由節(jié)點(diǎn)中的對(duì)應(yīng)模塊相似。由于共享總線帶寬的節(jié)點(diǎn)分布于不同層內(nèi)，本發(fā)明采用分布式二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁器實(shí)現(xiàn)總線帶寬分配。各總線接口單元需將流監(jiān)測(cè)模塊提供的優(yōu)先級(jí)同時(shí)發(fā)送至仲裁總線完成邏輯覆蓋，邏輯覆蓋的結(jié)果通過狀態(tài)信息總線實(shí)現(xiàn)共享。獲得總線使用權(quán)的節(jié)點(diǎn)將被轉(zhuǎn)發(fā)的微片及相應(yīng)的目標(biāo)總線接口單元地址分別發(fā)送至數(shù)據(jù)總線與地址總線，與地址總線提供地址匹配的總線接口單元讀取數(shù)據(jù)總線上微片并存儲(chǔ)于接收緩沖中。

本發(fā)明所述流特征學(xué)習(xí)模塊通過分布式計(jì)算確定互連系統(tǒng)中最擁塞鏈路的帶寬需求，如圖3所示。各路由節(jié)點(diǎn)首先求得東(e)、南(s)、西(w)、北(n)、本地(l)五個(gè)方向上相鄰?fù)ㄐ沛溌返膸捫枨螅约跋噜彺怪笨偩€鏈路的帶寬需求，如圖3中(a)所示。比較器max_1首先求的上述各鏈路帶寬需求的最大值，即，本地鏈路的最大帶寬需求。最大本地鏈路帶寬需求通過分布式比較傳輸?shù)玫饺肿畲笾担鐖D3中(b)所示。各三維平面內(nèi)，路徑①上最左側(cè)的路由將最大本地鏈路帶寬需求傳輸至東端口，相鄰路由節(jié)點(diǎn)從西端口(max_w)讀取該值，并與本地最大鏈路帶寬需求比較，取其大值傳輸至東端口(max_e)。路徑①最右側(cè)路由節(jié)點(diǎn)將獲取x軸向最大鏈路帶寬需求，該值傳輸至路由節(jié)點(diǎn)的南端口(max_s)。其路徑②上的相鄰路由節(jié)點(diǎn)從北端口(max_n)讀取該值，并通過比較器max_2與本地維護(hù)的x軸向最大鏈路帶寬需求作比較，取其大值傳輸至南端口(max_s)。路徑②上最下側(cè)的路由節(jié)點(diǎn)將獲得平面內(nèi)的最大鏈路帶寬需求，該值沿路徑③傳輸至最底層右下側(cè)節(jié)點(diǎn)，并通過比較器max_3求得整個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)中最擁塞鏈路的帶寬需求。該值將沿著如圖3中(b)所示的③②①路徑廣播至所有的路由節(jié)點(diǎn)與總線接口單元。該分布式計(jì)算的時(shí)間復(fù)雜度為o(x+y+z)，其中，x,y,z為三維片上網(wǎng)絡(luò)在三個(gè)方向的維度。相較于集中式計(jì)算，本發(fā)明所使用的分布式計(jì)算極大的壓縮了計(jì)算時(shí)間與相應(yīng)的數(shù)據(jù)通信。

本發(fā)明所述流行為監(jiān)測(cè)模塊分布于各路由節(jié)點(diǎn)和總線接口單元，為路由節(jié)點(diǎn)或總線接口單元中的每個(gè)匯聚流配置一個(gè)流行為監(jiān)測(cè)器，如圖4所示。路由節(jié)點(diǎn)共有25個(gè)流行為監(jiān)測(cè)器，總線接口單元有nz-1個(gè)流行為監(jiān)測(cè)器(nz為混合三維片上網(wǎng)絡(luò)的層數(shù))。當(dāng)開關(guān)分配階段gij使能信號(hào)有效時(shí)，即允許端口i與端口j傳輸一個(gè)微片，匯聚流fij的服務(wù)狀態(tài)寄存器sij減1；當(dāng)服務(wù)周期w定時(shí)信號(hào)tw有效時(shí)，匯聚流fij的服務(wù)狀態(tài)寄存器sij增加eij,即，監(jiān)控周期w內(nèi)期待被轉(zhuǎn)發(fā)的微片數(shù)。

本發(fā)明所述二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁器用于實(shí)現(xiàn)路由節(jié)點(diǎn)開關(guān)分配的流控機(jī)制，如圖5所示。開關(guān)分配采用輸出端口優(yōu)先策略，即，先對(duì)輸入端口相同而輸出端口不同的請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行仲裁，基于仲裁結(jié)果再對(duì)輸出端口相同輸入端口不同的請(qǐng)求信號(hào)仲裁。總線-noc混合三維片上網(wǎng)絡(luò)有5個(gè)輸入端口，6個(gè)輸出端口，因而開關(guān)分配共需11個(gè)二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁器。

本發(fā)明所述二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁器由基于邏輯覆蓋電路的優(yōu)先權(quán)仲裁器與最近最少使用roundrobin仲裁器級(jí)聯(lián)構(gòu)成，如圖6所示。當(dāng)請(qǐng)求信號(hào)匯聚流fij的服務(wù)請(qǐng)求信號(hào)rij有效時(shí)，其服務(wù)狀態(tài)當(dāng)前值sij被送往覆蓋總線，否則將最低優(yōu)先級(jí)(0)送往覆蓋總線。當(dāng)檢測(cè)到總線數(shù)據(jù)與被發(fā)送sij值相同時(shí)，表明當(dāng)前fij具有最高優(yōu)先級(jí)，pij置位；否則意味著當(dāng)前sij被其它更高優(yōu)先級(jí)覆蓋，pij復(fù)位。roundrobin仲裁器以pij為輸入，將最近被服務(wù)的請(qǐng)求設(shè)置為最低優(yōu)先級(jí)，最終從所有參與仲裁的請(qǐng)求信號(hào)中得到唯一有效的使能信號(hào)。roundrobin仲裁器將保證所有匯聚流優(yōu)先級(jí)相同的情形下，能夠公平的為其分配帶寬。

二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁器所采用的邏輯覆蓋驅(qū)動(dòng)電路，如圖7所示。在同步時(shí)鐘clk為0期間，各驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)的pmos管截止，nmos管導(dǎo)通，邏輯覆蓋總線負(fù)荷電容cl通過所有驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)的nmos放電；在同步時(shí)鐘clk為1期間，各驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)的nmos管截止，當(dāng)其中一個(gè)輸入為邏輯1時(shí)，其驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)的pmos管將導(dǎo)通，負(fù)荷電容cl將被充電至高電平，邏輯覆蓋總線為邏輯1；僅當(dāng)所有輸入為邏輯0時(shí)，邏輯覆蓋總線才為邏輯0，從而實(shí)現(xiàn)邏輯1對(duì)邏輯0的覆蓋；邏輯1具有較高的優(yōu)先級(jí)。

邏輯覆蓋對(duì)比電路采用采用并行覆蓋對(duì)比方式，以減小邏輯覆蓋延時(shí)。為了避免并行覆蓋對(duì)比方式中部分位相互覆蓋，匯聚流服務(wù)狀態(tài)值采用邏輯連續(xù)編碼，滿足下述編碼規(guī)則：

1)編碼需由一串連續(xù)的邏輯0和一串連續(xù)的邏輯1組成；

2)全0和全1的二進(jìn)制串也屬于符合條件的編碼；

3)編碼空間中的任意兩個(gè)代碼間至少有一位不同。

n位二進(jìn)制串所構(gòu)成的符合上述特征的代碼空間最多含2n個(gè)合法的編碼，可劃分為低位優(yōu)先子集和高位優(yōu)先子集兩個(gè)子集，每個(gè)子集含n+1個(gè)編碼。其中，低位優(yōu)先子集中的代碼邏輯1從低位開始，而高位優(yōu)先子集中的代碼邏輯1從高位開始，全0和全1的編碼同時(shí)屬于兩個(gè)子集。低位優(yōu)先子集和高位優(yōu)先子集都是可行的并行仲裁編碼但不能混用。

本發(fā)明所述分布式總線控制模塊通過分布式二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁器實(shí)現(xiàn)，參見圖8。與圖6所示二級(jí)優(yōu)先權(quán)仲裁器的不同之處在于，邏輯覆蓋電路分布于個(gè)總線接口單元控制器中，且每個(gè)總線接口單元控制器中均配置有一個(gè)roundrobin仲裁器，并同步操作。除用于實(shí)現(xiàn)邏輯覆蓋的tsv總線外，額外引入tsv狀態(tài)信息總線用于第一級(jí)仲裁結(jié)果(pj)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的共享。依據(jù)該值，各個(gè)總線接口單元中roundrobin仲裁器按照最近最少使用原則確定唯一的總線使用者。

本發(fā)明已參照當(dāng)前的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述實(shí)施方式僅用來說明本發(fā)明，并非用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何在本發(fā)明的精神和原則范圍之內(nèi)，所做的任何修飾、等效替換、改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。