一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種片上網(wǎng)絡(luò)(Network?on?Chip,NoC)中延遲上界的多出口聚集流分析方法。本方法主要通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)：步驟a：確定目標(biāo)流，選定一條流為目標(biāo)流，其他流均為沖突流；步驟b：搜索沖突流并切割為標(biāo)準(zhǔn)流類，在目標(biāo)流路徑上尋找所有沖突流，并將其切割為Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)流，Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)流；步驟c：計算標(biāo)準(zhǔn)流的到達(dá)曲線，以得到每一類標(biāo)準(zhǔn)流的到達(dá)曲線；步驟d：計算第Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)流各個分流的瓶頸節(jié)點(diǎn)；步驟e：根據(jù)公式計算目標(biāo)流延遲上界。本發(fā)明在分析層面計算目標(biāo)流延遲時，更加精確，使分析結(jié)果更加貼近實(shí)際仿真時得到的最大延遲，從而給網(wǎng)絡(luò)性能評估帶來極大的便利。
【專利說明】—種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)表于2012 年第八屆 IEEE/ACM/IFIP international conference on Hardware/software codesign and system synthesis 國際會議第 123-132 頁的“Worst-caseperformance analysis ο?2~? mesh NoCs using mult1-path minimal routing，，論文米用Fidler模型來計算目標(biāo)流延遲上界，該模型簡單易于計算；不足之處在于其求目標(biāo)流等價服務(wù)曲線過程中將引入的自由參量Si均設(shè)為零，這樣導(dǎo)致模型不夠貼近實(shí)際，造成最終延遲上界過大；((Performance Evaluation)) 2006 年 956-987 頁中 ‘Tight end-to-endper-f low delay bounds in FIFO multiplexing sink-tree network’ 一文中通過一種聚集流模型，該模型在目標(biāo)流路徑中的每一個路由節(jié)點(diǎn)都有沖突流匯入，并且這些流都在目標(biāo)流路徑的最后一個路由節(jié)點(diǎn)流出，文章介紹了如何計算該模型下延遲上界；不足之處在于該模型中沖突種類不夠完全，不適用于多出口聚集流。
[0003]基于以上背景，本發(fā)明以網(wǎng)絡(luò)演算理論為基礎(chǔ)，建立全新的聚集流沖突模型，分類計算沖突流對目標(biāo)流延遲上界的影響，進(jìn)而求得目標(biāo)流總的延遲上界。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，解決了現(xiàn)有的Fidler模型在計算延遲上界時精度不足的缺點(diǎn)，本發(fā)明的有益效果是提供了一種以多出口聚集流模型為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)演算為工具，與實(shí)際片上網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)流延遲上界更加接近的片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界分析方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]步驟a:確定目標(biāo)流，選定一條流為目標(biāo)流，其他流均為沖突流；
[0007]目標(biāo)流定義為所需研究的對象，沖突流為在目標(biāo)流路徑中第i個節(jié)點(diǎn)處流入且與目標(biāo)流具有相同的流出方向的業(yè)務(wù)流。
[0008]步驟b:搜索沖突流并切割為標(biāo)準(zhǔn)流類，在目標(biāo)流路徑上尋找所有沖突流，并將其切割為I類標(biāo)準(zhǔn)流，II類標(biāo)準(zhǔn)流；
[0009]切割操作的對象為沖突流中不符合多出口聚集流分析計算模型定義中標(biāo)準(zhǔn)流的沖突流，將其切割為多出口聚集流延遲上界分析模型定義的標(biāo)準(zhǔn)流。
[0010]多出口聚集流分析模型中的標(biāo)準(zhǔn)流分為I類標(biāo)準(zhǔn)流f < i，i >和II類標(biāo)準(zhǔn)流f< i，N >。
[0011]I類標(biāo)準(zhǔn)流f<i，i>: α;(?) = /?;? + €Τ; (BK Μ)為在第i個路由節(jié)點(diǎn)匯入目標(biāo)流路徑，第i個路由節(jié)點(diǎn)離開目標(biāo)流路徑的沖突流。其中t為業(yè)務(wù)流的注入時間，P %為多出口聚集流分析模型標(biāo)準(zhǔn)流f < i，i >的轉(zhuǎn)發(fā)速率，O，i為多出口聚集流分析模型標(biāo)準(zhǔn)流f < I, I >的突發(fā)度,且/? = O， σ; =O。此類沖突流在實(shí)際路由中不允許存在,
但在利用分析方法進(jìn)行計算過程中，為了方便模型計算而把其他流類切割成這種標(biāo)準(zhǔn)流。
[0012]II類標(biāo)準(zhǔn)流f < i，N >: a i⑴=P it+ O i (I≤i≤N)為在第i個路由節(jié)點(diǎn)匯入目標(biāo)流路徑，第N個路由節(jié)點(diǎn)離開目標(biāo)流路徑的沖突流。其中P i為多出口聚集流分析模型標(biāo)準(zhǔn)流f < i，N >的轉(zhuǎn)發(fā)速率，σ i為多出口聚集流分析模型標(biāo)準(zhǔn)流f < i，N >的突發(fā)度。
[0013]單出口聚集流指第II類標(biāo)準(zhǔn)流，多出口聚集流為第I類標(biāo)準(zhǔn)流和第II類標(biāo)準(zhǔn)流的結(jié)合?
[0014]第i個路由節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)流單條路徑上的第i個節(jié)點(diǎn)，其中i = 1，2，3，4，...，N，目
標(biāo)流單條路徑共流經(jīng)N個路由節(jié)點(diǎn)。
[0015]步驟C:計算I類標(biāo)準(zhǔn)流和II類標(biāo)準(zhǔn)流的輸入到達(dá)曲線，以得到每一類標(biāo)準(zhǔn)流模型的輸入到達(dá)曲線；
[0016]若流是因切割而變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)流的到達(dá)曲線，也就是被切割流切割點(diǎn)處的輸出到達(dá)曲線。此時根據(jù)網(wǎng)絡(luò)演算的分析方法首先求得切割點(diǎn)前該流的等價服務(wù)曲線，再求得其輸出到達(dá)曲線，即為切割點(diǎn)后的標(biāo)準(zhǔn)流的輸入到達(dá)曲線。
[0017]若標(biāo)準(zhǔn)流未經(jīng)過切割，則使用給定的輸入達(dá)到曲線。
[0018]步驟d:計算第II類標(biāo)準(zhǔn)流各個分流的瓶頸節(jié)點(diǎn)；
[0019]瓶頸節(jié)點(diǎn)為一條II類標(biāo)準(zhǔn)流在其流向目的節(jié)點(diǎn)過程中，遇到的已經(jīng)走過節(jié)點(diǎn)中提供最小可用服務(wù)的節(jié)點(diǎn)。II類標(biāo)準(zhǔn)流可用服務(wù)為路由節(jié)點(diǎn)的原始服務(wù)去除提供給I類標(biāo)準(zhǔn)流的服務(wù)，即路由的服務(wù)速率減去步驟C中所得I類標(biāo)準(zhǔn)流的轉(zhuǎn)發(fā)速率。若節(jié)點(diǎn)k
為流f < ?,Ν >的瓶頸節(jié)點(diǎn)，則必須滿足
【權(quán)利要求】
1.一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，本發(fā)明通過以下步驟來實(shí)現(xiàn): 步驟a:確定目標(biāo)流，選定一條流為目標(biāo)流，其他流均為沖突流； 步驟b:搜索沖突流并切割為標(biāo)準(zhǔn)流類，在目標(biāo)流路徑上尋找所有沖突流，并將其切割為I類標(biāo)準(zhǔn)流，II類標(biāo)準(zhǔn)流； 步驟c:計算I類標(biāo)準(zhǔn)流和II類標(biāo)準(zhǔn)流的輸入到達(dá)曲線，以得到每一類標(biāo)準(zhǔn)流模型的輸入到達(dá)曲線； 步驟d:計算第II類標(biāo)準(zhǔn)流各個分流的瓶頸節(jié)點(diǎn)； 步驟e:根據(jù)公式計算目標(biāo)流延遲上界。 其特征在于:基于網(wǎng)絡(luò)演算理論，結(jié)合單出口聚集流模型與Fidler模型，建立了一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析計算模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，其特征是:所述目標(biāo)流定義為所需研究的對象，沖突流為在目標(biāo)流路徑中第i個節(jié)點(diǎn)處流入且與目標(biāo)流具有相同的流出方向的業(yè)務(wù)流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，其特征是:所述切割操作的對象為沖突流中不符合多出口聚集流分析計算模型定義中標(biāo)準(zhǔn)流的沖突流，將其切割為模型定義的標(biāo)準(zhǔn)流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，其特征是:所述標(biāo)準(zhǔn)流分為I類標(biāo)準(zhǔn)流f < i，i >和II類標(biāo)準(zhǔn)流f < i，N >。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，其特征是:所述的1類標(biāo)準(zhǔn)流€<1，1>:α\α) = Ρ’Α+σ\(1<?<Ν)為在第i個路由節(jié)點(diǎn)匯入目標(biāo)流路徑，第i個路由節(jié)點(diǎn)離開目標(biāo)流路徑的沖突流。其中P %為f < i，i >的轉(zhuǎn)發(fā)速率，σ ’ i為f < i，i >的突發(fā)度，且P ’ N = 0，σ ’ N = 0，此類沖突流在實(shí)際路由中不允許存在，但在利用分析方法進(jìn)行計算過程中，為了方便模型計算而把其他流類切割成這種標(biāo)準(zhǔn)流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，其特征是:所述的II類標(biāo)準(zhǔn)流f < i, N >: a Jt) = P 4+ σ i (I≤i≤N)為在第i個路由節(jié)點(diǎn)匯入目標(biāo)流路徑，第N個路由節(jié)點(diǎn)離開目標(biāo)流路徑的沖突流，其中P i為f < i，N >的轉(zhuǎn)發(fā)速率，0iSf< i，N>的突發(fā)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，其特征在是:所述單出口聚集流指第II類標(biāo)準(zhǔn)流，多出口聚集流為第I類標(biāo)準(zhǔn)流和第II類標(biāo)準(zhǔn)流的結(jié)合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，其特征是:所述第i個路由節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)流流經(jīng)所有路由節(jié)點(diǎn)的第i個節(jié)點(diǎn)，其中i = 1，2，3，4，...，N，目標(biāo)流共流經(jīng)N個路由節(jié)點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，其特征是:所述瓶頸節(jié)點(diǎn)為一條II類標(biāo)準(zhǔn)流在其流向目的節(jié)點(diǎn)過程中，遇到的已經(jīng)走過
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種片上網(wǎng)絡(luò)延遲上界的多出口聚集流分析方法，其特征是:所述目標(biāo)流延遲上界的普遍計算公式為
【文檔編號】G06F15/173GK104008085SQ201410233120
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】杜高明, 王春來, 張多利, 宋宇鯤, 王家祥, 李苗, 鄧紅輝 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)