片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點繞路續(xù)傳機(jī)制的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點繞路續(xù)傳機(jī)制，它涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】。所述頭微片包含源節(jié)點坐標(biāo)，目的節(jié)點坐標(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，新建一個帶有本節(jié)點坐標(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)送至另一個可靠的方向，并標(biāo)記上本節(jié)點的坐標(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，可以利用該策略建立一條時延穩(wěn)定的，可靠的通信信道。
【專利說明】片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點繞路續(xù)傳機(jī)制

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)多播分組斷點繞路續(xù)傳機(jī)制。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路工藝的發(fā)展，總線結(jié)構(gòu)的片上系統(tǒng)的缺點越發(fā)突出，為了克服其不足，片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)應(yīng)運而生。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IP核，工作頻率高達(dá)1.053GHz，并獲得高達(dá)1.0llTFlops的雙精度峰值性能，成為高性能計算的新基礎(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用價值的。
[0003]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。
[0004]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)點虛信道隊列滿時，會暫停繼續(xù)向該節(jié)點的這一端口隊列繼續(xù)發(fā)送分組。這樣就造成了該節(jié)點和上一跳節(jié)點的擁塞，在數(shù)據(jù)量大時，因一直占用該虛信道而造成死鎖，致使整個網(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】

[0005]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)點某端口虛信道隊列滿而不能繼續(xù)接受分組時，上一跳節(jié)點切斷數(shù)據(jù)鏈，并從此斷點處開始繞路續(xù)傳，直至整條數(shù)據(jù)鏈發(fā)送完畢。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點繞路續(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)NXN的Mesh (網(wǎng)格)網(wǎng)絡(luò)(N彡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)點坐標(biāo)，目的節(jié)點坐標(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，新建一個帶有本節(jié)點坐標(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)送至另一個可靠的方向，并標(biāo)記上本節(jié)點的坐標(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。
[0007]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，可以利用該策略建立一條時延穩(wěn)定的，可靠的通信信道。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明；
[0009]圖1為本發(fā)明的的原理圖；(1-1為普通節(jié)點，1-2為源節(jié)點，1-3為目的節(jié)點，1-4為原始多播路徑，1-5為斷點續(xù)傳路徑，1-6為線路阻塞，1-7為數(shù)據(jù)鏈路。)
[0010]圖2為本發(fā)明的NXN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。)
[0011]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)。)
[0012]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)。)

【具體實施方式】
[0013]為使本發(fā)明實現(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【具體實施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0014]參照圖1-4，本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案:片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點繞路續(xù)傳機(jī)制，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)NXN的Mesh (網(wǎng)格)網(wǎng)絡(luò)(N彡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，多個路由器2_1通過數(shù)據(jù)鏈路2_3形成NXN的Mesh網(wǎng)絡(luò)。
[0015]所述的虛信道路由器結(jié)構(gòu)包括路由單元3-1、輸入單元3-2、輸出單元3-3、虛信道仲裁單元3-4、交換仲裁單元3-5和交換開關(guān)3-6，路由單元3-1與輸入單元3_2相連，輸入單元3-2分別與虛信道仲裁單元3-4、交換仲裁單元3-5和交換開關(guān)3-6相連，交換仲裁單兀3-5與交換開關(guān)3-6相連,交換開關(guān)3-6與輸出單兀3-3相連。
[0016]本【具體實施方式】的圖1中，共有4X4 = 16個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(1_1)，建立節(jié)點坐標(biāo)系，以方便確定每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(1-1)的坐標(biāo)，以水平為X軸，豎直為Y軸，并規(guī)定左下角網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(1-1)的坐標(biāo)為零點坐標(biāo)(0，0)。每兩個相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(1-1)之間都有一條數(shù)據(jù)鏈路(1-7)，通過時分復(fù)用，分為多個虛信道，并且每一個虛信道都有一個獨立的信息隊列供存儲接收到的分組信息。
[0017]以(0，0)節(jié)點為例。(0，0)節(jié)點作為源節(jié)點(1-2)，要發(fā)送多播分組給兩個目的節(jié)點(1-3)，分別為(1，1)和(1，2)。源節(jié)點(1-2)生成分組時，分組頭微片中的所有信息都需要填充準(zhǔn)確，如微片類型、源地址、目的地址、斷點坐標(biāo)(初始值為O)等，剩余的就是其他信息，具體格式如圖4所示。多播分組應(yīng)按原始多播路徑(1-4)發(fā)送。但在(1，2)節(jié)點的左端口處的虛信道隊列即將滿，發(fā)生線路阻塞(1-6)，不能繼續(xù)接受分組信息。此時節(jié)點(1,2)發(fā)送隊列已滿信號給上一跳節(jié)點(0，2)。(0，2)節(jié)點在收到此信號后，創(chuàng)建一個含有斷點坐標(biāo)(即(0，2))信息的尾微片，并發(fā)送給(1，1)節(jié)點以切斷數(shù)據(jù)鏈。之后，再創(chuàng)建一個新的頭微片，其中也含有斷點坐標(biāo)信息，通過更可靠的信道(即斷點續(xù)傳線路(1-5))發(fā)送給目的節(jié)點(1-3)。此后(0，2)節(jié)點將沿斷點續(xù)傳線路(1-5)發(fā)送原數(shù)據(jù)鏈的剩余分組，直至所有分組發(fā)送完畢。
[0018]坐標(biāo)為(1，2)的目的節(jié)點(1-3)在收到節(jié)點(0，2)發(fā)來的尾微片后，檢測到其中含有斷點坐標(biāo)，將該虛信道釋放，并記錄斷點坐標(biāo)。在之后的一段時間后，該節(jié)點又收到來自斷點續(xù)傳線路(1-5)發(fā)來的分組，檢測其頭微片中的斷點坐標(biāo)，與(0，2)節(jié)點發(fā)來的尾微片中的斷點坐標(biāo)相符，自動將兩條數(shù)據(jù)鏈中的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。
[0019]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點繞路續(xù)傳機(jī)制，其特征在于，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)NXN的Mesh網(wǎng)絡(luò)；所述的片上網(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)點坐標(biāo)，目的節(jié)點坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息；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，新建一個帶有本節(jié)點坐標(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)送至另一個可靠的方向，并標(biāo)記上本節(jié)點的坐標(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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點繞路續(xù)傳機(jī)制，其特征在于，所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)NXN的Mesh網(wǎng)絡(luò)，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，多個路由器(2-1)通過數(shù)據(jù)鏈路(2-3)形成NXN的Mesh網(wǎng)絡(luò)；所述的N不少于3個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片上網(wǎng)絡(luò)多播分組斷點繞路續(xù)傳機(jī)制，其特征在于，所述的虛信道路由器結(jié)構(gòu)包括路由單元(3-1)、輸入單元(3-2)、輸出單元(3-3)、虛信道仲裁單元(3-4)、交換仲裁單元(3-5)和交換開關(guān)(3-6)，路由單元(3-1)與輸入單元(3_2)相連，輸入單元(3-2)分別與虛信道仲裁單元(3-4)、交換仲裁單元(3-5)和交換開關(guān)(3-6)相連，交換仲裁單兀(3-5)與交換開關(guān)(3-6)相連,交換開關(guān)(3-6)與輸出單兀(3-3)相連。
【文檔編號】H04L12/761GK104243326SQ201410478279
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】仲鳴, 顧華璽, 王錚, 王海威, 楊銀堂 申請人:西安電子科技大學(xué)