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用于片上和片外可扩展高性能联网的片上网络分包和路由制造技术

技术编号:42624733 阅读:5 留言:0更新日期:2024-09-06 01:27
本发明专利技术公开了一种用于片上网络的数据传输的计算机实现的方法,以允许通过动态分配缓冲器的高性能路由。该方法包括以下步骤:将命令或数据以多个微片的形式从源节点传输到路由器并进一步传输到目的地节点,以及将微片从目的地节点传输回到路由器,其中根据信道宽度和事务宽度、序列,以及通过物理和虚拟信道的优先级路由分包微片以用于传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及允许在片上和片外的可扩展高性能联网的数据传输,更具体地,涉及在片上网络(network-on-chip,noc)中的数据传输分包和路由。


技术介绍

1、片上网络是用于片上系统(system-on-chip,soc)设计的新范式。增加的集成度导致了一种情况,即通常用于片上系统的总线结构变得阻塞,并且电容增加,这造成了物理问题。因此,传统的经由总线架构的数据传输方法被片上网络架构所取代,以提高系统性能,由此,芯片的段之间的数据通信被分包并通过网络传输。网络由线路和路由器组成。处理器、存储器和其它ip块(知识产权)连接到路由器。路由算法在网络的操作上扮演重要的角色。路由器基于路由算法做出路由决定。

2、尽管片上网络已被广泛用于提高数据网络性能,特别是解决数据延迟和/或拥塞问题,但是它仍然存在一些问题和缺点,特别是由于路由器算法中不能优先处理分包数据而导致的流量阻塞。这种情况的发生将导致较慢的数据传输。

3、已经存在为片上网络的数据传输提供的多种解决方案,下面将讨论其中的一些。

4、us8711867b2公开了一种方法,包括接收从上游路由器转发到与输入端口相关联的第一输入虚拟信道(virtual channel,vc)中的微片(flit)。微片与源自第一知识产权(ip)核并被转发到第二ip核的包相关联。微片被存储在与第一输入vc相关联的vc存储器中。该方法还包括基于微片的宽度不同于输出端口的宽度,执行链路宽度转换。链路宽度转换包括当输出端口的宽度较宽时微片的累积以及当输出端口的宽度较窄时微片的解包。基于从第一输入vc向输出端口转发的微片,生成积分(credit)。将积分发送到上游路由器以使得能够从上游路由器接收更多的微片。

5、kavya k.研究了基于片上网络链表的包分类路由器应用,其中,需要在时间范围内恢复事务(kavya,k.(2020)“noc linked-list based router for packetclassification application,”international journal of engineering researchand,v9(07).可从以下网址中获得:https://doi.org/10.17577/ijertv9is070295)。noc包括虚拟信道以提高noc系统的性能。当有多个事务时,它们共享相同的物理层,并且每个虚拟信道需要先进先出(fifo),并且每个虚拟信道不是每次都被使用,因此没有有效的利用。这导致了软件的复杂性。这项研究为克服复杂性问题提供了解决方案;然而,该研究没有清楚地讨论有助于数据传输速度的微片组装器或微片拆分器的机制。

6、mello a.等人研究了如下机制的实现,该机制用于减少由于片上网络中网络资源的分包并发而导致的性能恶化。noc利用从分布式系统和计算机网络主题领域继承的概念,以结构化和可扩展的方式互连ip核(mello,a.et al.(2005)“virtual channels innetworks on chip:implementation and evaluation on hermes noc,”2005 18thsymposium on integrated circuits and systems design[preprint].可从以下网址中获得:https://doi.org/10.1109/sbcci.2005.4286853)。noc中的拥塞降低了整体系统性能。在单个缓冲与每个输入信道相关联的网络中,该效果尤其强烈。这虽然简化了路由器设计,但是阻止了包在任何给定时刻共享物理信道。

7、片上核心数量的增长需要引入有效的通信结构,例如noc(gharan,m.o.and khan,g.n.(2014)“packet-based adaptive virtual channel configuration for nocsystems,”procedia computer science,34.可从以下网址中获得:https://doi.org/10.1016/j.procs.2014.07.069)。在noc设计中,信道缓冲组织促进了虚拟信道(vc)在片上通信中的使用。vc结构可被分类为静态或动态。在动态vc结构中,每个vc可以根据noc中的不同流量状况,采用可变数量的缓冲槽。

8、然而,上述参考文献和其它现有技术仍存在许多问题,本专利技术的特征试图解决这些问题。例如,诸如处理宽接口的计算机架构之类的行业通过较窄的接口分包和传输数据可能导致缓慢的数据传输。此外,优先路由也是一个问题,表明了分包和路由仍然远远不及先进。因此,可以看出,需要提供一种专门克服所述问题的解决方案,能够实现更有效的工作推断系统和算法。


技术实现思路

1、以下给出本专利技术的简化概述,以提供对本专利技术一些方面的基本理解。该简述不是本专利技术的广泛概述。其唯一目的是以简化形式呈现本专利技术的一些概念,作为稍后呈现的更详细描述的前序。

2、本专利技术的目的是提供一种用于片上网络的数据传输的计算机实现的方法,以通过动态分配的缓冲器允许高性能路由。

3、本专利技术的另一目的是使得能够使用相同的物理资源形成实际上独立的信道。

4、本专利技术的另一目的是使用虚拟信道来区分优先级等级,或者专用于特定请求者或从属。

5、本专利技术的另一目的是提供一种当微片在相同方向上前进时保持微片序列的方法。

6、此外,本专利技术的另一目的是提供一种基于从用户接口数据宽度到物理信道宽度的在芯片上网络上进行分包的方法。

7、本专利技术的另一目的是提供一种通过用于入口数据传输的微片组装器和用于出口数据传输的微片拆分器,在多个周期中将微片从路由器传输到目的地节点的方法。

8、此外,本专利技术的另一目的是提供一种在路由具有不同优先级的微片时优先级路由的方法,其中,优先级的提高由链表管理的微片缓冲器(flit buffer)辅助。

9、因此,这些目的可以通过遵循本专利技术的教导来实现。本专利技术涉及一种用于片上网络的数据传输的计算机实现的方法,以允许高性能路由。所述方法包括以下步骤:通过一个或多个物理信道将命令或数据以多个微片的形式从源节点传输到路由器;通过以下步骤,通过一个或多个物理信道将所述微片从所述路由器传输到目的地节点:将所述微片分配到多个虚拟信道先进先出(fifo),复用所述虚拟信道fifo中的所述微片以进入所述目的地节点,如果所述虚拟信道所驻留的物理信道具有小于所述事务微片宽度的信道宽度,则将所述微片跨越成多个微片,并且在将所述多个微片传递到下一个fifo至下游目的地节点之前,递增所述多个微片直到所述分包结束;通过以下步骤,通过一个或多个物理信道将所述微片从所述目的地节点传输到所述路由器:基于所述微片被映射到的所述物理信道的宽度,将所述微片分成多个周期,根据所述多个周期将所述微片发送到所述虚拟信道,选择用于经由所述物理信道将所述微片发送本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于片上网络的数据传输的计算机实现的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的计算机实现的方法,其特征在于,基于每个虚拟信道FIFO积分指示,将所述微片分发到多个所述虚拟信道FIFO。

3.如权利要求1所述的计算机实现的方法,其特征在于,从所述路由器到所述目的地节点的所述微片作为请求微片或数据微片被发送。

4.如权利要求1所述的计算机实现的方法,其特征在于,从所述目的地节点到所述路由器的所述微片作为响应微片或数据微片被发送。

5.如权利要求1所述的计算机实现的方法,其特征在于,通过仲裁选择用于经由所述物理信道将所述微片发送到所述路由器的所述虚拟信道。

6.如权利要求1所述的计算机实现的方法,其特征在于,还包括由链表管理器生成变量,以在将所述微片从所述路由器传输到所述目的地节点之前确定所述微片的目的地。

7.如权利要求6所述的计算机实现的方法,其特征在于,一旦生成所述变量,就创建形成链表的所述微片的序列。

8.如权利要求1或7所述的计算机实现的方法,其特征在于,所述优先级路由包括当较高优先级微片被入队到所述链表中时,所述链表中的所述微片的优先级提高。

9.一种片上网络数据传输装置,包括:

10.一种用于片上网络的数据传输的装置,其特征在于,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种用于片上网络的数据传输的计算机实现的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的计算机实现的方法,其特征在于,基于每个虚拟信道fifo积分指示,将所述微片分发到多个所述虚拟信道fifo。

3.如权利要求1所述的计算机实现的方法,其特征在于,从所述路由器到所述目的地节点的所述微片作为请求微片或数据微片被发送。

4.如权利要求1所述的计算机实现的方法,其特征在于,从所述目的地节点到所述路由器的所述微片作为响应微片或数据微片被发送。

5.如权利要求1所述的计算机实现的方法,其特征在于,通过仲裁选择用于经由所述物理信道将所述微...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑誌学王育颖林舜杰廖永利刘咏达关俊康玛诺宾达·甘地穆罕默德·艾迪尔·本·贾兹米
申请(专利权)人:瑞天芯私人有限公司
类型:发明
国别省市:

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