[發(fā)明專利]一種片上及片間互連網(wǎng)絡(luò)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011358552.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN112506850A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳建軍;馮春;叢周宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F15/78
• 分類號(hào): G06F15/78;H04L12/761
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 孫玲

本發(fā)明涉及一種片上及片間互連網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)包括：多個(gè)片上網(wǎng)絡(luò)以及控制模塊；每個(gè)所述片上網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)增強(qiáng)路由器；每個(gè)所述增強(qiáng)路由器與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)通信；所述增強(qiáng)路由器用于確定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，并根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息判斷所述增強(qiáng)路由器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；所述增強(qiáng)路由器之間通過局部連接通道連通；所述控制模塊分別與每個(gè)所述增強(qiáng)路由器通信；所述控制模塊用于根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以及所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息確定路由路徑。本發(fā)明在保證實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的情況下，能夠減輕互連網(wǎng)絡(luò)中的擁塞問題，提高互連網(wǎng)絡(luò)的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及互連網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是涉及一種片上及片間互連網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，片上網(wǎng)絡(luò)(Network-on-Chip，NoC)作為一種新的通信架構(gòu)，由路由和包交換技術(shù)代替了傳統(tǒng)片上系統(tǒng)(System-on-Chip，SoC)的總線通信方式。NoC具有高帶寬、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)良特性，克服了SoC可擴(kuò)展性差、通信效率低等問題。

在此基礎(chǔ)上，隨著腦科學(xué)等領(lǐng)域不斷發(fā)展，對(duì)以NoC為基礎(chǔ)的大規(guī)模的互連網(wǎng)絡(luò)的需求也越來越迫切。為了模擬大腦計(jì)算，對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的要求也自然變得很大。TrueNorth作為一款主流的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算芯片，其特點(diǎn)是采用NoC片上互連網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行神經(jīng)脈沖信號(hào)的傳播，為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并行計(jì)算，其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用2D Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，內(nèi)部通信的第一階段即是遵從簡單XY路由的核間通信。以XY為代表的簡單路由方式均面臨著擁塞等影響網(wǎng)絡(luò)性能的問題。在NoC網(wǎng)絡(luò)中，路由交換過程中當(dāng)路由節(jié)點(diǎn)的多個(gè)輸入端口都需要交換到一個(gè)輸出端口時(shí)，不可避免會(huì)逐漸填滿入口緩沖區(qū)，進(jìn)而產(chǎn)生擁塞。

中國專利CN106453109A公開了一種片上網(wǎng)絡(luò)通信方法及路由器，該方法包括片上網(wǎng)絡(luò)的任一本地路由器接收來自上游路由器發(fā)送的微片和下游路由器反饋的下游虛通道信息和擁塞信息，計(jì)算出微片到達(dá)下游路由器的輸出方向。

中國專利CN102291314B公開了一種用于片上網(wǎng)絡(luò)的有中心流控方法和裝置，中心控制器根據(jù)實(shí)時(shí)收集來自發(fā)送緩沖區(qū)的全部發(fā)送請(qǐng)求等信息，選擇連通各發(fā)送請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的通信線路。

以上專利能夠在一定程度上緩解擁塞問題，但是一方面由于路由選擇的控制信息的通信占用了現(xiàn)有的通信線路，增加了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，另一方面無法對(duì)大規(guī)模片上及片間互連網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓展，具有局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種片上及片間互連網(wǎng)絡(luò)，在保證實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的情況下，能夠減輕互連網(wǎng)絡(luò)中的擁塞問題，提高互連網(wǎng)絡(luò)的性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種片上及片間互連網(wǎng)絡(luò)，包括：多個(gè)片上網(wǎng)絡(luò)以及控制模塊；

每個(gè)所述片上網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)增強(qiáng)路由器；每個(gè)所述增強(qiáng)路由器與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)通信；所述增強(qiáng)路由器用于確定網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，并根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息判斷所述增強(qiáng)路由器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；所述增強(qiáng)路由器之間通過局部連接通道連通；所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息包括：發(fā)送緩存區(qū)占用率，發(fā)送緩存區(qū)增長率，接收緩存區(qū)占用率，接收緩存區(qū)增長率，丟包率以及平均傳輸延時(shí)；所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括擁塞或者正常；

所述控制模塊分別與每個(gè)所述增強(qiáng)路由器通信；所述控制模塊用于根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以及所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息確定路由路徑。

可選的，所述控制模塊包括總控節(jié)點(diǎn)以及多層級(jí)的分控節(jié)點(diǎn)；

所述總控節(jié)點(diǎn)、所述多級(jí)的分控節(jié)點(diǎn)與所述增強(qiáng)路由器采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通信；所述增強(qiáng)路由器為所述樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的葉子節(jié)點(diǎn)，所述多級(jí)的分控節(jié)點(diǎn)為所述樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的中間節(jié)點(diǎn)，所述總控節(jié)點(diǎn)為所述樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的根節(jié)點(diǎn)。

可選的，所述分控節(jié)點(diǎn)包括：上層信息收發(fā)單元、下層信息收發(fā)單元、路由分析計(jì)算單元以及存儲(chǔ)單元；

所述下層信息收發(fā)單元分別所述上層信息收發(fā)單元以及下一層級(jí)的分控節(jié)點(diǎn)的上層信息收發(fā)單元通信；