[发明专利]非阻塞式网络系统及其分组仲裁方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络，尤其是涉及一种非阻塞式网络系统及其分组仲裁方法。 

背景技术

近年来集成电路技术快速地发展，片上系统(System-on-Chip，SoC)的应用日渐普遍，而片上网络(Network-on-Chip，NoC)的架构也随之发展出来，作为系统元件间的通信基础。由于芯片内元件数及频宽的需求快速增加，元件间的介面采用点对点的标准协议，如开放核心协议(Open CoreProtocol，OCP)和先进可扩展接口(Advanced eXtensible Interface，AXI)协议，以提高工作频率及数据传输率(throughput)。片上网络的实体层利用点对点握手(point-to-point handshaking)进行数据流控制并分阶段采用单向传递，而协议所提供的分组信息则用来进行数据的传输，进而提供数据交换的服务质量(Quality of Service，QoS)功能。系统元件间借助于分组来进行数据交换，而随着所涉及的系统元件或执行任务的不同，分组也具有不同的通信需求。例如，为了达到高数据传输率，有些分组需避免传递过程有太多延迟，以尽快送达目的地；而有些分组则可容许传递过程有较多的延迟。 

图1为先前技术的片上网络的架构图，其中，片上网络10包含交换单元11、12、13、主装置(master device)14、15、16及从装置(slave device)17。片上网络10采用多层次连结(multi-level，switch-to-switch)的架构，以各个交换单元为中心，各自形成一集群(cluster)或通信子系统，而交换单元11与12间、交换单元12与13间以及交换单元13与从装置17间，则分别以共用的点对点单向的信号路径101、102及103来连结，以传递跨层的分组。各个交换单元可能会同时接收来自多个来源(包括主装置或上一层的交换单元)的分组，而且信号路径101、102及103为共用，因此各个交换单元需要考量不同分组的通信需求，来设定其分组仲裁(arbitration) 策略，以仲裁出分组的传送顺序。然而，在图1的架构中，各交换单元间没有交换通信质量的信息管道，而交换单元间又仅有单一共用的信号路径可传递分组，因此，对于上一层即将传递所需避免过多延迟的分组，或者对于上一层的信号路径即将发生的通信阻塞，交换单元无法即时调整分组仲裁策略来因应。 

另一方面，若为了避免单一信号路径会造成阻塞的问题，而使用多条信号路径，则会提高电路成本，并且不利于芯片布局。 

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的，在于提供一种非阻塞式网络系统及其分组仲裁方法，其可动态调整分组仲裁策略，以避免分组传递的阻塞。 

在本发明的一实施例中，揭露了一种网络系统，其包含：一交换网络，包含至少第一交换单元及第二交换单元，第一交换单元与第二交换单元间具有第一路径与第二路径；一目标装置，耦接至第二交换单元；以及一来源装置，耦接至第一交换单元。该来源装置在发出第一分组以经由第一路径送至该目标装置之前，预先发出第一分组的一对应分组标记，经由第二路径送至第二交换单元，以便告知第二交换单元第一分组即将通过第一路径。第二交换单元依据该分组标记，动态调整其分组仲裁策略，以便决定第一路径上待传送的第二分组的传送顺序。该分组标记包含第一分组所对应的一第一权重识别码；第一路径具有一对应的路径权重，以便显示第一路径上属于不同权重识别码的待传送分组数；第二交换单元依据该分组标记，更新路径权重。 

在本发明的另一实施例中，揭露了一种网络系统，其包含：一交换网络，包含至少一交换单元及一耦接至该交换单元的缓冲器，该缓冲器产生一状态信号至该交换单元，该状态信号为一满载信号或一警示信号；以及一目标装置，耦接至该缓冲器及该交换单元。该交换单元将一待传送的高优先权分组直接传送至该目标装置，并将一待传送的低优先权分组传送至该缓冲器暂存。该交换单元依据是否收到该状态信号，调整其分组仲裁策略，以决定该交换单元的待传送分组的传送顺序。