[发明专利]三维torus网中的无死锁自适应路由方法

权利要求书

1.三维torus网中的无死锁自适应路由方法，其特征在于，所述方法是在每一维上有k个节点的三维torus网上依次按步骤实现的：

步骤(1)：初始化

对于三维torus网络，连接每一维两个边界之间的物理通道称为边界通道；把每条物理通道被划分为两条虚拟通道：c₁和c₂，这两条通道均为两向通道，c₁通道分为c₁₊和c_1-两个方向的通道，c₂通道分为c₂₊和c_2-两个方向的通道，“+”和“-”表示消息传输的正负方向；将x轴正方向的虚拟通道c₁₊表示为x(c₁₊)，将x轴负方向的虚拟通道c₁表示为x(c_1-)，y轴和z轴上的虚拟通道的表示方式与x轴上的虚拟通道的表示方式相同；

将三维torus网划分为划分为如下八个虚拟子网：x+y+z+、x+y+z-、x+y-z+、x+y-z-、x-y+z+、x-y+z-、x-y-z+、x-y-z-，x+、x-即表示在x轴上的正、负方向的路由，对于y轴、z轴同理；

把上述八个虚拟子网两两合并，从而得到以下四个虚拟子网：x+y+z^*(x(c₁₊)，y(c₁₊)，z(c₁))，x+y-z^*(x(c₂₊)，y(c_1-)，z(c₁))，x-y^*z+(x(c_1-)，y(c₂)，z(c₂₊))，x-y^*z-(x(c_2-)，y(c₂)，z(c_2-))，括号中的标号表示分配到每个虚拟子网中的虚拟通道，“+”和“-”表示消息传输的正负方向，“^*”表示正负任意方向，x+y+z^*和x+y-z^*在z方向上共享c₁通道，x-y^*z+和x-y^*z-在y方向上共享c₂通道，从而在x，y，z三个方向上，每条物理通道都只用到了两条虚拟通道，当消息在y方向和z方向之间转弯时，消息跳转到不同于原分配通道的另外一条虚拟通道，以避免死锁；

步骤(2)：对于每个消息依次按以下步骤分配到所属虚拟子网：

设当前节点为curr，目的节点为dest，当前节点和目的节点在两维上的偏移量为A＝x_d-x_c，B＝y_d-y_c，C＝z_d-z_c，其中下标c、d分别代表当前节点和目的节点，VN表示消息所属的虚拟子网分配；

当A≥0且B≥0时，

如果A＜k/2，B≥k/2，VN＝x+y-z^*；

如果A＜k/2，B＜k/2，VN＝x+y+z^*；

当A≥0且B＜0时，

如果A＜k/2，B≥-k/2，VN＝x+y-z^*；

如果A＜k/2，B＜-k/2，VN＝x+y+z^*；

当A＜0且B≥0时，

如果A≤-k/2，B≥k/2，VN＝x+y-z^*；

如果A≤-k/2，B＜k/2，VN＝x+y+z^*；

当A＜0且B＜0时，

如果A＜-k/2，B＜-k/2，VN＝x+y+z^*；

如果A＜-k/2，B＞-k/2，VN＝x+y-z^*；

当A≥0且C≥0时，

如果A＞k/2，C≥k/2，VN＝x-y^*z-；

如果A＞k/2，C＜k/2，VN＝x-y^*z+；

当A≥0且C＜0时，

如果A＞k/2，C≥-k/2，VN＝x-y^*z+；

如果A＞k/2，C＜-k/2，VN＝x-y^*z-；

当A＜0且C≥0时，

如果A＞-k/2，C≥k/2，VN＝x-y^*z-；

如果A＞-k/2，C＜k/2，VN＝x-y^*z+；

当A＜0且C＜0时，

如果A＞-k/2，C＜-k/2，VN＝x-y^*z+；

如果A＞-k/2，C＞-k/2，VN＝x-y^*z-；

步骤(3)：消息在三维平面上消息依次按以下步骤路由：

步骤(3.1)：如果消息在x+y+z^*虚拟子网中：

如果A≥0，B≥0，则选择通道x(c₁₊)，y(c₁₊)，z(c₁)；

如果A＜0，B≥0，则选择通道x(c₂₊)，y(c₁₊)，z(c₁)；

如果A≥0，B＜0，则选择通道x(c₁₊)，y(c₂₊)，z(c₁)；

如果A＜0，B＜0，则选择通道x(c₂₊)，y(c₂₊)，z(c₁)；

步骤(3.2)：如果消息在x+y-z^*虚拟子网中：

如果A≥0，B≥0，则选择通道x(c₂₊)，y(c_2-)，z(c₁)；

如果A＜0，B≥0，则选择通道x(c₁₊)，y(c_2-)，z(c₁)；

如果A≥0，B＜0，则选择通道x(c₂₊)，y(c_1-)，z(c₁)；

如果A＜0，B＜0，则选择通道x(c₁₊)，y(c_1-)，z(c₁)；

步骤(3.3)：如果消息在x-y^*z+虚拟子网中：

如果A≥0，C≥0，则选择通道x(c_2-)，y(c₂)，z(c₂₊)；

如果A＜0，C≥0，则选择通道x(c_1-)，y(c₂)，z(c₂₊)；

如果A≥0，C＜0，则选择通道x(c_2-)，y(c₂)，z(c₁₊)；

如果A＜0，C＜0，则选择通道x(c_1-)，y(c₂)，z(c₁₊)；

步骤(3.4)：如果消息在x-y^*z-虚拟子网中：

如果A≥0，C≥0，则选择通道x(c_1-)，y(c₂)，z(c_1-)；

如果A＜0，C≥0，则选择通道x(c_2-)，y(c₂)，z(c_1-)；

如果A≥0，C＜0，则选择通道x(c_1-)，y(c₂)，z(c_2-)；

如果A＜0，C＜0，则选择通道x(c_2-)，y(c₂)，z(c_2-)。

2.根据权利要求1所述的在三维torus网中无死锁的自适应路由方法，其特征在于，在进行所述消息自适应路由时，按以下步骤避免死锁：

对于从z+方向上转弯到y-方向的消息，使用不同于原分配虚拟通道c₁或c₂的另外一条虚拟通道c₂或c₁；

对于从z-方向上转弯到y-方向的消息，使用不同于原分配虚拟通道c₁或c₂的另外一条虚拟通道c₂或c₁；

对于从y-+方向上转弯到z-方向的消息，使用不同于原分配虚拟通道c₁或c₂的另外一条虚拟通道c₂或c₁；

对于从y+方向上转弯到z-方向的消息，使用不同于原分配虚拟通道c₁或c₂的另外一条虚拟通道c₂或c₁。