[發明專利]一種面向多芯粒組合芯片的片上網絡仿真系統

有效

• 申請號: 202211399069.7
• 申請日: 2022-11-09
• 公開（公告）號: CN115460128B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 湯昭榮;楊佳寧;毛曠;潘秋紅;楊弢;許慧卿;王穎
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: H04L45/02
• 分類號: H04L45/02;H04L45/586;H04L45/76
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種面向多芯粒組合芯片的片上網絡仿真系統，其特征在于，包括：

片上網絡生成單元，用于根據多芯粒組合芯片特征生成片上網絡的抽象模型，包括芯片配置模塊、拓撲抽象模塊和路由器生成模塊，所述芯片配置模塊用于獲取芯片描述信息并對所述芯片描述信息進行解析，所述拓撲抽象模塊用于根據解析后的芯片描述信息生成片上網絡的拓撲結構，所述路由器生成模塊用于初始化路由器節點；

數據路由仿真單元，用于對測試數據在片上網絡的運行進行仿真并輸出所述測試數據在所述片上網絡的仿真時間、路由所需的總周期數以及由所述測試數據切分而成的每個數據包的平均延遲，包括參數配置模塊、事件生成模塊、事件隊列模塊和事件處理模塊，所述參數配置模塊用于獲取仿真環境設置和測試數據，所述事件生成模塊用于生成事件并加入到事件隊列，所述事件隊列模塊用于維護事件隊列，將事件按觸發時間順序排列，所述事件處理模塊用于從所述事件隊列模塊中取出事件并執行；

其中，所述片上網絡的拓撲結構中，芯粒內部的網絡通信由片內路由器負責，芯粒之間的通信由分布在芯粒東南西北的四個片間路由器負責，片間路由器除了對接其他芯粒的片間路由器，還與所處芯粒的邊緣片內路由器通信；

其中，所述事件生成模塊用于生成四種事件，分別為數據注入事件、路由器流水處理事件、數據傳輸事件、片上網絡狀態更新事件；

所述數據注入事件由所述測試數據中的數據注入時間觸發，根據仿真環境設置，將測試數據切分成數據包，載入起始地址的路由器輸入緩存中；

所述路由器流水處理事件用于模擬路由器的工作過程，所述工作過程包括以五級流水線進行的五個階段：路由計算階段、虛擬通道分配階段、交叉開關分配階段、輸出緩存分配階段及輸出沖突檢測階段；

該五個階段包括：

第一階段，所述路由計算階段調用路由算法計算當前數據包的下一跳方向，即輸出端口，并進入下一階段，如果當前數據包已到達目的路由器，則計算數據包路由的周期數；

第二階段，所述虛擬通道分配階段使數據包競爭當前端口緩存中空閑的虛擬通道，如果競爭到空閑虛擬通道，則進入下一階段，否則等待；

第三階段，所述交叉開關分配階段使數據包競爭當前交叉開關的空閑端口，如果競爭到空閑端口，則進入下一階段，否則等待；

第四階段，所述輸出緩存分配階段使數據包競爭空閑緩存的位置，如果競爭到空閑緩存，則進入下一階段，否則等待；

第五階段，所述輸出沖突檢測階段對下一跳路由器的輸入緩存進行檢測，如果下一跳路由器的輸入緩存有空閑，則生成數據傳輸事件，否則等待；

所述路由算法包括：

步驟一：根據當前地址和目的地址中的前兩維芯粒坐標，判斷數據包與目的地址是否在同一芯粒，如已在同一芯粒，進行步驟五；如不在同一芯粒，根據坐標判斷目的芯粒相對于起始芯粒的相對方向，采用先橫向移動到目的芯粒所在列，再縱向移動到目的芯粒所在行的策略，其中所述目的芯粒為所述目的地址所在芯粒；

步驟二：進行跨芯粒路由時，數據包根據所述目的芯粒的方向先橫向移動到當前芯粒的片間路由器，由當前片間路由器進入下一個芯粒的片間路由器；

步驟三：數據包由芯粒的片間路由器進入芯粒的內部節點時，隨機選擇一個與片間路由器相連的節點進入；

步驟四：重復步驟二繼續橫向移動，直到到達所述目的芯粒的所在列，進行縱向移動，直到到達所述目的芯粒；

步驟五：在所述目的芯粒內部，橫向移動至所述目的地址的所在列，再縱向移動至所述目的地址，根據步驟一至步驟五中移動的路徑計算周期數。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述路由器生成模塊對于網絡拓撲中的任意路由器參數都能獨立配置，以形成異構網絡，從而模擬多芯粒間路由的網絡擁塞。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述路由器參數包括輸入端口數量，輸出端口數量，虛擬通道數量，緩存大小。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述數據傳輸事件由數據包需要發送至下一跳時觸發，將經過路由器流水處理事件的數據包發送到下一跳路由器。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述片上網絡狀態更新事件由各節點的路由器緩存變化觸發，用于實時更新路由器的輸入輸出緩存狀態。