一种片上网络非法路径故障在线检错电路制造技术

本发明专利技术公开了一种片上网络非法路径故障在线检错电路，设置于片上网络路由器的每一个接收端口，标签更新单元对应本级片上网络路由器的不同输入端口，更新片上网络数据包包头部分用于记录上一跳路由输入端口的标识符，为下一跳检错单元提供本级片上网络路由器的输入端信息；故障检错单元根据数据包目的地与现时数据包所在位置的相对位置信息，判断片上网络路由器输入端接收的片上网络数据包是否受到上一跳片上网络路由器控制通路故障的影响，被发送至错误端口，产生非法路径。本发明专利技术能有效识别因控制逻辑出错而转发错方向、产生非法路径的数据包。本发明专利技术充分利用路由器中现有的计算资源，还能与路由器的正常流程并行处理，不影响路由器性能。

【技术实现步骤摘要】
一种片上网络非法路径故障在线检错电路
本专利技术涉及二维片上网络路由器的故障检测，特别是涉及一种片上网络非法路径故障在线检错电路。
技术介绍
常用的带虚通道的二维片上网络路由器架构如图1所示，它包含东、南、西、北和本地接口这5个输入输出物理端口，如图2。除本地接口外，其余每一个输入端口都可以含有若干虚通道(virtual channel, VC)。这种路由器包含5个处理步骤,分别是路由计算(routing Computat1n, RC),虚通道总裁(virtual channel allocator, VA),交换仲裁(switch allocat1n, SA)，交换传输(switch traversal, ST)和输出传输(linktraversal, LT)。其中，路由计算单元对输入的数据包作拆包处理,分析包头的源地址、目的地址信息，然后进行路由计算，决定着数据包的发送方向。虚通道仲裁单元用于确定当前时亥IJ，哪一条虚通道内的数据包能作为该端口的输入数据包。交换仲裁单元决定了哪一个端口的输入数据包获得交换权利。而交换传输模块则负责将数据包从指定输入端口传输至指定输出端口。最后，数据包会通过输出传输，发送至下一个路由器。 根据路由器中不同单元的工作性质可以将其归属于控制逻辑和数据通路两类。其中，控制逻辑包括虚通道仲裁(VA)模块，路由计算(RC)模块，交换仲裁(SA)模块。这些模块均关系到控制数据包的输入、输出以及转发方向，关系到数据包能否被正确发送到目的地。而路由器中输入输出缓冲器与片上网络中路由器间链路则为数据通络，为数据包提供传输路径。 片上网络故障可能由多种物理因素影响造成，诸如工艺水平，电路老化，噪声干扰，外部粒子攻击及电压骤降等。这些故障发生在控制逻辑上，即为控制逻辑故障。其中部分控制逻辑故障将导致数据包转发方向或传输路径出现错误，这类故障可以被定义为非法路径故障。由于故障数据包传输路径出现错误，就会占用其他数据包资源，阻塞其他数据包的正常传输。整个片上网络将因故障包所导致的恶性竞争资源而产生死锁，最终将导致系统彻底崩溃。另外，非法路径故障也会让部分数据包在网络中环绕并且无法到达目的地，在网络中出现活锁，严重影响网络性能。 为了保障系统的可靠性，片上网络采用容错机制应对非法路径问题。与一般的控制逻辑故障不同，非法路径故障会导致数据包错误地转发，会阻挡下一个数据包的正常发送，导致片上网络性能骤减，造成网络死锁、活锁等严重后果。快速、准确地判断数据包是否有被发送至非法路径将对提高片上网络的可靠性有极大帮助。 现时对于片上网络非法路径检错的方法有:(1)内建自测机制和路径探测机制。其中，内建自测机制通过系统额外提供测试电路、海量的测试向量和故障判断模块，在系统开始前对所有路由器进行功能检测，从而找出路由器内部故障。这种检错方法在大规模集成电路设计上应用广泛，但是无法对系统进行在线检错。此外，由于此检错机制综合性强，能检测多种故障，但其设计复杂且对非法路径检错针对性不足。就非法路径检错而言，使用此方法，并不高效。(2)另一种方法是，在数据包转发之前，使用路径探测，在众多不同路径中找到一条无故障路径，令数据包可以正确到达目的地，避免路由器错误转发而产生非法路径。此方法能够实现故障在线检错。但是，其缺点是在每次转发前均要获取相关路径上每一个路由器是否出现故障的先验信息，再为数据包选择合适路径，绕开故障路由器。这种方法极大地降低了网络运行效率，不适用与高速运行的片上网络。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效的片上网络非法路径故障在线检错电路，无需知晓路由器故障先验信息，能够高效执行故障检错，识别因控制逻辑出错而转发错方向、产生非法路径的数据包；复用路由器中的计算资源，并能与路由器的路由计算模块做并行处理，不影响路由器性能。 本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种片上网络非法路径故障在线检错电路，设置于片上网络路由器的每一个接收端口，它包括标签更新单元和故障检错单元;标签更新单元对应本级片上网络路由器的不同输入端口，更新片上网络数据包包头部分用于记录上一跳路由输入端口的标识符，为下一跳检错单元提供本级片上网络路由器的输入端信息；故障检错单元用于识别故障，根据数据包目的地与现时数据包所在位置的相对位置信息，判断片上网络路由器输入端接收的片上网络数据包是否受到上一跳片上网络路由器控制通路故障的影响，被发送至错误端口，产生非法路径。 所述的数据包目的地与现时数据包所在位置的相对位置信息由片上网络路由器的路由计算模块获得。 所述的片上网络数据包在正常情况下按照既定的路由算法传输，故障检错单元处于未被激活的状态；当控制逻辑出现故障时，片上网络产生非法路径，此时激活故障检错单元，输出故障信号，避免片上网络出现锁死。 [0011 ] 所述的片上网络路由器包括东、南、西、北和本地5个物理端口，其中南、北端口由2条虚通道共享，具体为东端口、南一端口、南二端口、西端口、北一端口、北二端口和本地端口 ；对片上网络数据包包头添加3比特标识符，标签更新单元更新片上网络数据包包头部分用于记录上一跳路由输入端口的3比特标识符，片上网络数据包被本级路由的某端口接收，其标识符则被更新为与该端口对应的3比特标识符。 所述上一跳路由输入端口与标识符之间的对应关系是: 上一跳路由输入端口标识符东000 南一001 南二010 西011 北一100 北二101 本地111。 所述的标签更新单元包括包头判断电路和逻辑门电路:对于东端口:包头判断电路的两路输出与第一与门连接，第一与门的输出通过第一非门与第二与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第一位输入第二与门的另一个输入端；第一与门的输出通过第二非门与第三与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第二位输入第三与门的另一个输入端；第一与门的输出通过第三非门与第四与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第三位输入第三与门的另一个输入端；对于南一端口:包头判断电路的两路输出与第一与门连接，第一与门的输出通过第一非门与第二与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第一位输入第二与门的另一个输入端；第一与门的输出通过第二非门与第三与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第二位输入第三与门的另一个输入端；第一与门的输出还与更新前的标识符的第三位共同输入或门；对于南二端口:包头判断电路的两路输出与第一与门连接，第一与门的输出通过第一非门与第二与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第一位输入第二与门的另一个输入端；第一与门的输出还与更新前的标识符的第二位共同输入或门；第一与门的输出通过第二非门与第三与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第三位输入第三与门的另一个输入端;对于西端口:包头判断电路的两路输出与第一与门连接，第一与门的输出通过非门与第二与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第一位输入第二与门的另一个输入端；第一与门的输出还与更新前的标识符的第二位共同输入第一或门；第一与门的输出还与更新前的标识符的第三位共同输入第二或门；对于北一端口:包头判断电路的两路输出与第一与门连接，第一与门的输出与更新前的标识符本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片上网络非法路径故障在线检错电路，其特征在于：设置于片上网络路由器的每一个接收端口，它包括标签更新单元和故障检错单元；标签更新单元对应本级片上网络路由器的不同输入端口，更新片上网络数据包包头部分用于记录上一跳路由输入端口的标识符，为下一跳检错单元提供本级片上网络路由器的输入端信息；故障检错单元用于识别故障，根据数据包目的地与现时数据包所在位置的相对位置信息，判断片上网络路由器输入端接收的片上网络数据包是否受到上一跳片上网络路由器控制通路故障的影响，被发送至错误端口，产生非法路径。

【技术特征摘要】
1.一种片上网络非法路径故障在线检错电路，其特征在于:设置于片上网络路由器的每一个接收端口，它包括标签更新单元和故障检错单元； 标签更新单元对应本级片上网络路由器的不同输入端口，更新片上网络数据包包头部分用于记录上一跳路由输入端口的标识符，为下一跳检错单元提供本级片上网络路由器的输入端信息； 故障检错单元用于识别故障，根据数据包目的地与现时数据包所在位置的相对位置信息，判断片上网络路由器输入端接收的片上网络数据包是否受到上一跳片上网络路由器控制通路故障的影响，被发送至错误端口，产生非法路径。2.根据权利要求1所述的一种片上网络非法路径故障在线检错电路，其特征在于:所述的数据包目的地与现时数据包所在位置的相对位置信息由片上网络路由器的路由计算模块获得。3.根据权利要求1所述的一种片上网络非法路径故障在线检错电路，其特征在于:所述的片上网络数据包在正常情况下按照既定的路由算法传输，故障检错单元处于未被激活的状态；当控制逻辑出现故障时，片上网络产生非法路径，此时激活故障检错单元，输出故障信号，避免片上网络出现锁死。4.根据权利要求1所述的一种片上网络非法路径故障在线检错电路，其特征在于:所述的片上网络路由器包括东、南、西、北和本地5个物理端口，其中南、北端口由2条虚通道共享，具体为东端口、南一端口、南二端口、西端口、北一端口、北二端口和本地端口 ；对片上网络数据包包头添加3比特标识符，标签更新单元更新片上网络数据包包头部分用于记录上一跳路由输入端口的3比特标识符，片上网络数据包被本级路由的某端口接收，其标识符则被更新为与该端口对应的3比特标识符。5.根据权利要求4所述的一种片上网络非法路径故障在线检错电路，其特征在于:所述上一跳路由输入端口与标识符之间的对应关系是: 上一跳路由输入端口标识符东OOO南一001南二010西011北一100北二101本地111。6.根据权利要求5所述的一种片上网络非法路径故障在线检错电路，其特征在于:所述的标签更新单元包括包头判断电路和逻辑门电路: 对于东端口:包头判断电路的两路输出与第一与门连接，第一与门的输出通过第一非门与第二与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第一位输入第二与门的另一个输入端；第一与门的输出通过第二非门与第三与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第二位输入第三与门的另一个输入端；第一与门的输出通过第三非门与第四与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第三位输入第三与门的另一个输入端； 对于南一端口:包头判断电路的两路输出与第一与门连接，第一与门的输出通过第一非门与第二与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第一位输入第二与门的另一个输入端；第一与门的输出通过第二非门与第三与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第二位输入第三与门的另一个输入端；第一与门的输出还与更新前的标识符的第三位共同输入或门； 对于南二端口:包头判断电路的两路输出与第一与门连接，第一与门的输出通过第一非门与第二与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第一位输入第二与门的另一个输入端；第一与门的输出还与更新前的标识符的第二位共同输入或门；第一与门的输出通过第二非门与第三与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第三位输入第三与门的另一个输入端; 对于西端口:包头判断电路的两路输出与第一与门连接，第一与门的输出通过非门与第二与门的一个输入端连接，更新前的标识符的第一位输入第二与门的另一个输入端；第一与门的输出还与更新前的标识符的第二位共同输入第一或门；第一与门的输出还与更新前的标识符的第三位共同输入第二或门； 对于北一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓帆，黄乐天，王君实，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51