[發明專利]一種應用于混合三維片上網絡的分布式流控系統及方法

有效

• 申請號: 201710628121.4
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107276920B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 閆改珍;吳寧;葛芬;周芳;岳新新;聶國明
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04L12/933
• 分類號: H04L12/933;H04L12/927;H04L12/865;H04L12/851
• 代理公司: 32200 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉莎

1.一種應用于混合三維片上網絡的分布式流控系統，其特征在于，包括流特征學習模塊、流行為監測模塊、二級優先權仲裁模塊及分布式總線控制模塊；

流特征學習模塊，用于路由節點與總線接口單元動態學習經其轉發的數據流及其帶寬需求，并通過分布式計算求解全局最擁塞鏈路帶寬需求；進一步，依據匯聚流的帶寬需求及最擁塞鏈路的帶寬需求確定每個匯聚流在監控周期內期待被轉發的微片數；

流行為監測模塊，用于監視路由節點及總線接口單元在監控周期內實際轉發的匯聚流微片數，并計算其與匯聚流期待被轉發微片數的差額，作為資源競爭環節帶寬分配的依據；

二級優先權仲裁模塊，用于路由節點內部交叉開關資源分配時，仲裁多個對同一輸入端口或輸出端口發起的請求信號，實現路由輸出鏈路的帶寬分配；

分布式總線控制模塊，用于通過分布于各總線接口單元的二級優先權仲裁模塊，實現混合三維片上網絡中垂直TSV總線帶寬在各總線接口單元間的分配。

2.根據權利要求1所述的一種應用于混合三維片上網絡的分布式流控系統，其特征在于，所述流特征學習模塊包括分布于所有路由節點和總線接口的若干流特征學習器，其中，位于路由節點的流特征學習器，將相同輸入輸出端口間的個體流抽象為一個匯聚流；位于總線接口單元的流特征學習器，將同一總線上相同發送節點與接收節點間的個體流抽象為一個匯聚流。

3.根據權利要求2所述的一種應用于混合三維片上網絡的分布式流控系統，其特征在于，所述流特征學習器的流特征學習方法如下：

a)數據流發送帶寬預約請求數據包，將其所產生的通信流帶寬特征由源節點沿數據流傳輸路徑傳輸至目標節點；

b)接收到帶寬預約請求數據包的路由節點與總線接口單元，依據其在本地所需使用的通信資源對相應的匯聚流帶寬需求進行累加；

c)數據流完成帶寬預約請求數據包發送后，通知所有路由節點與總線接口單元；

d)路由節點與總線接口單元通過分布式計算查找全局最擁塞鏈路及其相應的預約帶寬；

e)基于最擁塞鏈路的預約帶寬，各路由節點及總線接口單元確定其本地匯聚流在監控周期內期待被轉發的微片數。

4.根據權利要求3所述的一種應用于混合三維片上網絡的分布式流控系統，其特征在于，步驟d中全局最擁塞鏈路帶寬需求的分布式計算求解過程如下：

1)各路由節點首先求得東、南、西、北、本地五個方向上的局部通信鏈路的帶寬需求，以及垂直總線鏈路的帶寬需求，并取其最大值作為本地最擁塞鏈路帶寬需求；

2)本地最擁塞鏈路帶寬需求沿著X向、Y向、Z向依次作分布式對比傳輸，即在混合三維片上網絡各平面內，左側路由節點首先與其右側相鄰路由節點的本地鏈路帶寬需求相比較，取其大值沿X向傳輸，直至最右側路由節點，獲得X向最擁塞鏈路的帶寬需求；最右側路由節點再以相似的方法將X向最擁塞鏈路帶寬需求沿Y向作分布式對比傳輸，獲得平面最擁塞鏈路的帶寬需求；平面最擁塞鏈路帶寬需求在Z向通過TSV總線進行信息交換，并在其中一個總線接口單元內進行對比，獲得整個網絡內的全局最擁塞鏈路帶寬需求；

3)全局的最擁塞鏈路帶寬需求沿Z向、Y向、X向廣播至所有的路由節點與總線接口單元。

5.根據權利要求1所述的一種應用于混合三維片上網絡的分布式流控系統，其特征在于，所述流行為監測模塊分布于所有路由節點和總線接口單元，用于實時監控匯聚流的帶寬使用情況，并更新其的優先級；流行為監測模塊為本地每個匯聚流配置一個服務狀態寄存器，其值體現了匯聚流的預約帶寬與實際獲得帶寬的差額；數據傳輸階段，每隔監控周期，服務狀態寄存器的值增加每個匯聚流期望被轉發的微片數；每次匯聚流在路由節點或總線接口單元中被轉發一個微片，服務狀態寄存器的值被減1；服務狀態寄存器的實時值作為路由節點交叉開關分配及總線使用權分配時的仲裁依據，實時值越大時匯聚流有越多可用剩余帶寬，在路由及總線仲裁環節將被賦予較高的優先級。