[發(fā)明專利]片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點(diǎn)繞路續(xù)傳機(jī)制

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410478279.4
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104243326A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仲鳴;顧華璽;王錚;王海威;楊銀堂
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L12/761
• 分類號: H04L12/761
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點(diǎn)繞路續(xù)傳機(jī)制。

背景技術(shù)

隨著集成電路工藝的發(fā)展，總線結(jié)構(gòu)的片上系統(tǒng)的缺點(diǎn)越發(fā)突出，為了克服其不足，片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)應(yīng)運(yùn)而生。片上網(wǎng)絡(luò)采用合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并引入路由交換理論，因此其并行通信的特點(diǎn)可以滿足未來發(fā)展的需求。例如，2012年Intel公司最新的片上網(wǎng)絡(luò)處理器Xeon?Phi?5110P采用22nm工藝的3D晶體管集成了60個(gè)IP核，工作頻率高達(dá)1.053GHz，并獲得高達(dá)1.011TFlops的雙精度峰值性能，成為高性能計(jì)算的新基礎(chǔ)。因此，開展片上網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)的研究是具有理論意義和實(shí)用價(jià)值的。

隨著應(yīng)用的發(fā)展，多播通信在片上網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣。例如，在分布式共享緩存系統(tǒng)中，為了維持各緩存中數(shù)據(jù)的一致性需要廣播信令，這種情況下多播通信的比例高達(dá)12.4％[2]。然而，傳統(tǒng)的片上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)當(dāng)中往往只考慮單播通信，如果直接將傳統(tǒng)的單播片上網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用于多播通信，會使得網(wǎng)絡(luò)性能急劇下降。片上資源有限，多播業(yè)務(wù)的加入更容易導(dǎo)致阻塞，造成網(wǎng)絡(luò)流量不均衡、平均鏈路利用率低，進(jìn)而降低網(wǎng)絡(luò)并行性，因此，對于從多播角度出發(fā)如何提高片上通信系統(tǒng)的性能是一個(gè)挑戰(zhàn)。因此，研究片上網(wǎng)絡(luò)多播技術(shù)解決由于多播業(yè)務(wù)導(dǎo)致的低并行性等問題成為當(dāng)前業(yè)界的研究熱點(diǎn)。

目前，在片上網(wǎng)絡(luò)中，多播分組在發(fā)送過程中，如遇到路徑上某一節(jié)點(diǎn)虛信道隊(duì)列滿時(shí)，會暫停繼續(xù)向該節(jié)點(diǎn)的這一端口隊(duì)列繼續(xù)發(fā)送分組。這樣就造成了該節(jié)點(diǎn)和上一跳節(jié)點(diǎn)的擁塞，在數(shù)據(jù)量大時(shí)，因一直占用該虛信道而造成死鎖，致使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。因此，研究片上網(wǎng)絡(luò)多播分組繞路續(xù)傳機(jī)制顯得更加重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點(diǎn)繞路續(xù)傳機(jī)制，以及其適用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜吐酚善鹘Y(jié)構(gòu)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)某端口虛信道隊(duì)列滿而不能繼續(xù)接受分組時(shí)，上一跳節(jié)點(diǎn)切斷數(shù)據(jù)鏈，并從此斷點(diǎn)處開始繞路續(xù)傳，直至整條數(shù)據(jù)鏈發(fā)送完畢。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點(diǎn)繞路續(xù)傳機(jī)制，所適用的片上網(wǎng)絡(luò)路由器為標(biāo)準(zhǔn)虛信道路由器。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)N×N的Mesh(網(wǎng)格)網(wǎng)絡(luò)(N≥3)。片上網(wǎng)絡(luò)中，多播分組分為三種：頭微片、體微片、尾微片，所述頭微片包含源節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，目的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息(用來申請?zhí)撔诺赖裙δ?。體微片即為真正要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。所述尾微片用來結(jié)束分組傳輸，釋放所占用的信道。在體微片發(fā)送過程中遭遇下一跳虛信道即將滿時(shí)，新建一個(gè)帶有本節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)記的尾微片傳出，將發(fā)往該方向的頭微片重新發(fā)送至另一個(gè)可靠的方向，并標(biāo)記上本節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，接下來的體微片都按照新的方向發(fā)送。接收端根據(jù)頭尾微片中的坐標(biāo)拼接即可。

本發(fā)明的有益效果：避免了多播死鎖，允許傳輸超長數(shù)據(jù)包，降低鏈路建立的耗時(shí)，可以利用該策略建立一條時(shí)延穩(wěn)定的，可靠的通信信道。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來詳細(xì)說明本發(fā)明；

圖1為本發(fā)明的的原理圖；(1-1為普通節(jié)點(diǎn)，1-2為源節(jié)點(diǎn)，1-3為目的節(jié)點(diǎn)，1-4為原始多播路徑，1-5為斷點(diǎn)續(xù)傳路徑，1-6為線路阻塞，1-7為數(shù)據(jù)鏈路。)

圖2為本發(fā)明的N×N的Mesh(網(wǎng)格)網(wǎng)絡(luò)示意圖；(2-1為路由器，2-2為主機(jī)，2-3為數(shù)據(jù)鏈路。)

圖3是本發(fā)明的虛信道路由器結(jié)構(gòu)；(3-1為路由單元，3-2為輸入單元，3-3為輸出單元，3-4為虛信道仲裁單元，3-5為交換仲裁單元，3-6為交換開關(guān)。)

圖4為本發(fā)明的分組數(shù)據(jù)格式。(左半邊為數(shù)據(jù)格式概況，右邊為具體參數(shù)。)

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

參照圖1-4，本具體實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案：片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點(diǎn)繞路續(xù)傳機(jī)制，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)N×N的Mesh(網(wǎng)格)網(wǎng)絡(luò)(N≥3)，包括路由器2-1、主機(jī)2-2和數(shù)據(jù)鏈路2-3，路由器2-1與主機(jī)2-2相連，多個(gè)路由器2-1通過數(shù)據(jù)鏈路2-3形成N×N的Mesh網(wǎng)絡(luò)。