[發(fā)明專利]片上網(wǎng)絡(luò)路由集中控制系統(tǒng)和裝置及自適應(yīng)路由控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110448932.9
• 申請(qǐng)日: 2011-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102546406A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳云霽;陸超;鐘石強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 龍芯中科技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/56
• 分類號(hào): H04L12/56
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及片上多核網(wǎng)絡(luò)的路由體系結(jié)構(gòu)和路由控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及集中式的片上網(wǎng)絡(luò)路由集中控制系統(tǒng)和裝置及自適應(yīng)路由控制方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路的集成度越來(lái)越高，芯片上集成的IP(Intellectual?Property)功能單元越來(lái)越多，傳統(tǒng)工業(yè)使用的總線結(jié)構(gòu)由于容易產(chǎn)生死鎖、總線頻率降低、連線延遲增加等原因變得極其復(fù)雜和低效，片上網(wǎng)絡(luò)(Networkonchip，NoC)作為一種新的設(shè)計(jì)思路開(kāi)始逐漸普及。片上網(wǎng)絡(luò)的核心思路是將片上系統(tǒng)劃為通信和計(jì)算兩個(gè)子系統(tǒng)。其中通信系統(tǒng)借鑒了分布式計(jì)算系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通信方式，使用路由器組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)包交換策略來(lái)替代總線結(jié)構(gòu)傳輸。

片上網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包傳輸路徑由路由控制方法(路由算法)給出。片上網(wǎng)絡(luò)常用的路由控制方法包括決定性路由控制方法和自適應(yīng)路由控制方法。決定性路由控制方法并不關(guān)心網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的阻塞狀況，在每個(gè)包傳輸之前就確定其傳輸路徑(一般通過(guò)隨機(jī)算法加以一定約束獲得)；自適應(yīng)路由控制方法在包傳輸過(guò)程中能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)狀況擁塞情況自動(dòng)調(diào)整傳輸路徑。

自適應(yīng)路由控制方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠自動(dòng)平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，但與此同時(shí)帶來(lái)了復(fù)雜度的提高。

現(xiàn)有技術(shù)中，片上網(wǎng)絡(luò)的主要方法之一是“時(shí)鐘異步”，即各個(gè)數(shù)據(jù)包傳送相對(duì)獨(dú)立，不需要維護(hù)一個(gè)全局統(tǒng)一的時(shí)鐘，沒(méi)有全局調(diào)度，局限于此，目前的片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自適應(yīng)路由控制方法只能獲得周?chē)噜彽穆酚善鲹砣畔ⅲ⒉荒芎芎玫仄胶饩W(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種片上網(wǎng)絡(luò)路由集中控制系統(tǒng)和裝置及自適應(yīng)路由控制方法，其實(shí)現(xiàn)片上網(wǎng)絡(luò)全局阻塞及信息的采集和處理，并利用產(chǎn)生的實(shí)時(shí)全局信息完成完全自適應(yīng)片上網(wǎng)絡(luò)路由控制。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而提供的一種片上網(wǎng)絡(luò)路由集中控制系統(tǒng)，包括多個(gè)路由器，交叉開(kāi)關(guān)連線，以及集中式控制裝置，其中：

所述路由器，用于在集中式控制裝置請(qǐng)求時(shí)，將其實(shí)時(shí)全局信息發(fā)送給集中式控制裝置；并在數(shù)據(jù)包需要確定其跳轉(zhuǎn)路由時(shí)，將數(shù)據(jù)包信息發(fā)送給集中式控制裝置確定其路由跳轉(zhuǎn)信息，并根據(jù)集中式控制裝置確定的路由跳轉(zhuǎn)信息轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；

所述交叉開(kāi)關(guān)連線，用于連接集中式控制裝置和片上網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)路由器，在集中式控制裝置與片上網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)路由器之間相互連通傳輸信息；

所述信息包括但不限于路由器的實(shí)時(shí)全局信息、以及路由器中的數(shù)據(jù)包信息、以及集中式控制裝置分析計(jì)算得到的路由跳轉(zhuǎn)信息；

所述集中式控制裝置，包括所述全局信息采集處理模塊，以及自適應(yīng)路由控制模塊，其中：

所述全局信息采集處理模塊，用于通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)連線和片上網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)路由器相連，采集各個(gè)路由器的實(shí)時(shí)全局信息，并在接收到路由器發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包的路由數(shù)據(jù)信息后，發(fā)送給自適應(yīng)路由控制模塊進(jìn)行分析計(jì)算得到路由跳轉(zhuǎn)信息，并通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)連線將所述路由跳轉(zhuǎn)信息傳送回各個(gè)路由器；

所述自適應(yīng)路由控制模塊，用于根據(jù)片上網(wǎng)絡(luò)各個(gè)路由器的實(shí)時(shí)全局信息，結(jié)合路由器發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包信息，分析計(jì)算出的數(shù)據(jù)包跳轉(zhuǎn)的最佳的路由路徑，得到路由器跳轉(zhuǎn)信息。

較優(yōu)地，所述路由器還包括判斷模塊，用于在接收到數(shù)據(jù)包后，判斷數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)是否到達(dá)終點(diǎn)，如果是則結(jié)束；否則將數(shù)據(jù)包信息發(fā)送給集中式控制裝置，得到新的路由跳轉(zhuǎn)信息。

較優(yōu)地，所述全局信息采集處理模塊，包括一全局時(shí)鐘模塊和一全局信息存儲(chǔ)表，其中：

所述全局時(shí)鐘模塊，用于提供整個(gè)片上網(wǎng)絡(luò)唯一確定的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并比較確定各個(gè)路由器的信息傳遞延遲時(shí)間信息；

所述全局信息存儲(chǔ)表，用于存儲(chǔ)采樣到的實(shí)時(shí)全局信息。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的還提供一種片上網(wǎng)絡(luò)路由集中控制的集中式控制裝置，包括所述全局信息采集處理模塊，以及自適應(yīng)路由控制模塊，其中：

所述全局信息采集處理模塊，用于通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)連線和片上網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)路由器相連，采集各個(gè)路由器的實(shí)時(shí)全局信息，并在接收到路由器發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包的路由數(shù)據(jù)信息后，發(fā)送給自適應(yīng)路由控制模塊進(jìn)行分析計(jì)算得到路由跳轉(zhuǎn)信息，并通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)連線將所述路由跳轉(zhuǎn)信息傳送回各個(gè)路由器；

所述自適應(yīng)路由控制模塊，用于根據(jù)片上網(wǎng)絡(luò)各個(gè)路由器的實(shí)時(shí)全局信息，結(jié)合路由器發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包信息，分析計(jì)算出的數(shù)據(jù)包跳轉(zhuǎn)的最佳的路由路徑，得到路由器跳轉(zhuǎn)信息。

較優(yōu)地，所述全局信息采集處理模塊，包括一全局時(shí)鐘模塊和一全局信息存儲(chǔ)表，其中：

所述全局時(shí)鐘模塊，用于提供整個(gè)片上網(wǎng)絡(luò)唯一確定的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并比較確定各個(gè)路由器的信息傳遞延遲時(shí)間信息；