[發(fā)明專利]一種分級保護的片上網絡數據傳輸裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310272366.X
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103346862A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 高建良;王建新;李欣
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/18;H04L12/70
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發(fā)明涉及多核芯片技術領域,特別是一種分級保護的片上網絡數據傳輸裝置及方法。

背景技術

片上網絡（Network-on-Chip,NoC）被廣泛認為最有希望成為大規(guī)模多核芯片（multi-core?chip）中的通信基礎設施。

由于片上網絡路由器緩存的限制，在片上網絡中傳輸的包（packet）被分割成更小的單元----片（flit）進行傳輸。這些片又分為頭片（head?flit）和數據片（data?flit）。頭片中包含該數據包的路由信息，即整個數據包的路由是由頭片決定，數據片緊跟頭片向目標節(jié)點移動。

然而各類軟硬件錯誤（如單事件翻轉即軟錯誤、串擾等）可能導致片上網絡的傳輸失敗。例如，頭片中的錯誤可能導致數據包無法到達正確的目標節(jié)點。因此，可靠性成為片上網絡設計的關鍵技術之一。

通常做法主要分為兩類：一種是依靠端到端（end-to-end）重傳的解決方法，但是當錯誤率上升，重傳帶來的延遲開銷將大大增加，嚴重影響片上網絡的傳輸性能。另一種是對所有數據進行嚴格的跳到跳（hop-by-hop）保護，但是這種方法將導致路由器緩存開銷大以及傳輸功耗的急劇上升。

發(fā)明內容

（一）要解決的技術問題

本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種分級保護的片上網絡數據傳輸裝置及方法，保證片上網絡傳輸可靠性，同時降低傳輸功耗和延遲。

（二）技術方案

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種分級保護的片上網絡數據傳輸裝置，包括網絡接口和多個路由器，所述網絡接口包括發(fā)送端網絡接口和接收端網絡接口，所述發(fā)送端網絡接口內設有用于對數據包進行容錯編碼的數據編碼單元和存儲整個數據包以備端到端重傳的重傳緩存，所述數據編碼單元輸出端與所述重傳緩存輸入端連接；所述路由器包括交叉開關和用于對數據包的頭片進行跳到跳保護的頭保護單元，所述頭保護單元的輸出端與交叉開關輸入端連接，所述交叉開關的輸出端連接下一跳路由器或接收端網絡接口的輸入端；所述接收端網絡接口內設有用于對編碼后的數據包解碼、并在錯誤數超出所采用編碼所能容錯的錯誤數時請求端到端重傳的數據解碼單元。

本發(fā)明的裝置對數據包（packet）和片（flit）兩級分別保護。對于數據包級別，實現所述發(fā)送端網絡接口到所述接收端網絡接口的端到端（end-to-end）保護；對于片級別，實現針對頭片（head?flit）的每一跳所述路由器或所述網絡接口的跳到跳（hop-by-hop）保護。

所述發(fā)送端網絡接口發(fā)送的數據包經路由器后傳遞到所述接收端網路接口，所述發(fā)送端網絡接口內設有用于對數據包進行容錯編碼的數據編碼單元和存儲整個數據包以備端到端重傳的重傳緩存；所述路由器包括交叉開關和用于對編碼后的數據包的頭片進行跳到跳的保護、容忍傳輸線上串擾和存儲器中軟錯誤在頭片中導致錯誤的頭保護單元，所述頭保護單元的輸出端與交叉開關輸入端連接，所述交叉開關的輸出端連接下一跳路由器或接收端網絡接口的輸入端；所述接收端網絡接口內設有用于對編碼后的數據包解碼、并在錯誤數超出所采用編碼所能容錯的錯誤數時請求端到端重傳的數據解碼單元。

所述數據編碼單元對數據進行編碼，并為數據包加入頭片。在發(fā)送數據包到路由器的同時，將其保存至重傳緩存以備端到端重傳。