[發明專利]基于標準正交基的CDMA片上網絡架構及其實現方法

有效

• 申請號: 201310321794.7
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103389962A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 鐘陽;王堅;陳北辰;李玉柏;李桓
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F15/173
• 分類號: G06F15/173
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊軍

技術領域

本發明涉及一種基于標準正交基的CDMA片上網絡架構及其實現方法。

背景技術

隨著單個芯片上集成的處理器數量增加，多處理器系統已經越來越多地使用片上網絡（Network-on-Chip，NoC）架構來解決處理器間通信量大以及通信延遲高的問題。

現有的片上網絡架構主要包括為基于緩存方式的傳統片上網絡架構，該種片上網絡架構能夠解決節點之間數據通信量的問題，并能夠提升一定的數據傳輸延遲，但是對兩個節點之間的數據傳輸，無法保證數據傳輸延遲的穩定性，也就是，節點間的傳輸延遲是一個變量，并且受到網絡擁塞情況的影響。因此，基于緩存方式的片上網絡不適用于要求保證穩定傳輸延遲的通信應用，即無法滿足通信應用在服務質量QoS（Quality?of?Service）上的要求。

為了保證服務質量，一種基于碼分復用CDMA（Code?Division?Multiple?Access）技術的片上網絡架構被提出。在碼分復用片上網絡架構中，各個發送節點模塊在發送數據前先使用不同的正交碼字對數據進行編碼，然后轉發模塊將編碼后的數據疊加起來，最后將疊加信號通過共享信道傳輸到各個接收模塊。由于編碼碼字的正交性，原始數據可以在接收節點通過使用對應的正交碼字解碼疊加信號來獲得，由于使用共享的傳輸信道，節點間的數據傳輸不會產生擁塞，所以在碼分復用片上網絡架構中，節點間的數據傳輸延遲是一個常數，因此，使用基于碼分復用的片上網絡技術可以滿足通信應用對服務質量的需要。

然而，基于碼分復用技術片上網絡架構雖然在服務質量和數據傳輸延遲上有著良好的性能，但是由于當前的碼分復用片上網絡架構一般都采用Walsh碼來對數據進行編碼，所以存在著如下的缺陷：N比特長度的Walsh碼只能提供N-1個可編碼碼字，并且N=2ⁿ，其中n是整數，且n>1，所以使用Walsh碼很容易導致碼字利用低和資源浪費的問題。例如，由于16比特長度的Walsh只能提供15個可編碼碼字，因此，16個節點的NoC系統，需要32比特長度的Walsh碼來進行編碼，最后導致16個編碼碼字將被浪費；當擴展傳輸數據位寬時，Walsh編解碼模塊消耗的面積和功率增長很大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于標準正交基的CDMA片上網絡架構及其實現方法，主要解決現有技術中存在的片上網絡架構無法在確保傳輸質量和傳輸效率的同時減少資源浪費和減小功耗的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

基于標準正交基的CDMA片上網絡架構，包括集成在一起的網絡轉發模塊和仲裁模塊，分別通過網絡節點與網絡轉發模塊和仲裁模塊相連的兩個以上處理單元。

具體地說，所述兩個以上處理單元分別連接有與網絡節點相連的網絡節點接口，所述網絡節點包括與網絡節點接口雙向連接的數據緩沖模塊，與數據緩沖模塊雙向連接的數據收發模塊，所述數據收發模塊與網絡轉發模塊和仲裁模塊雙向連接。

作為優選，所述處理單元為通用微處理器、硬件加速核或DSP處理器。

基于上述器件模塊，本發明提供了一種基于標準正交基的CDMA片上網絡架構的實現方法，包括以下步驟：

（1）在兩個以上處理單元上分別設置網絡節點接口，將各處理單元的網絡節點接口分別通過一網絡節點連接到同一個網絡轉發模塊和仲裁模塊上，且將網絡轉發模塊與仲裁模塊集成于一起；

（2）處理單元間進行數據傳輸時，進行數據發送的處理單元通過與其相連的網絡節點接口將待傳輸數據和目的處理單元地址發送至與其相連的網絡節點，在經過仲裁模塊允許之后由網絡節點將數據傳輸至網絡轉發模塊進行處理，然后將經處理后的數據發送至與目的處理單元相連的網絡節點，目的處理單元則通過其上的網絡節點接口進行數據接收。

所述步驟（2）具體包括以下步驟：

（2a）與進行數據發送的處理單元相連的網絡節點在接收到處理單元的數據發送指令時向仲裁模塊發起輸出申請；?

（2b）仲裁模塊判斷該時刻相應的目的處理單元是否只接收到一個數據傳輸請求，若是則允許網絡節點將數據傳輸至網絡轉發模塊進行編碼和融合，之后將編碼和融合后的數據傳輸至與目的處理單元相連的網絡節點；若否則根據時間片輪轉算法挑選允許輸出節點，同時分別將仲裁結果發送至進行數據發送的網絡節點和進行數據接收的網絡節點，之后得到仲裁允許的網絡節點進行數據輸出，進行數據接收的網絡節點根據仲裁結果配置對應的接收正交碼字，并進行數據接收；

（2c）進行數據接收的網絡節點接收到數據后進行譯碼和還原。