[发明专利]一种基于时分复用的片上网络信息传输方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及信息传输领域，具体涉及一种基于时分复用的片上网络信息传输方法及系统。 

背景技术

随着工艺水平的不断提高，如今的专用集成电路中，通讯延迟已经远大于计算延迟，寻找一种可靠的通信方式成为集成电路发展的主要问题。基于总线结构的SOC(System on Chip)结构遇到了瓶颈，越来越不能满足设计要求，而片上网络作为一种新兴的专用集成电路结构，通常包含数据处理单元、路由器和网络接口这几个部分，片上网络受到学术界，产业界的广泛关注。在片上网络中，采用时分复用的传输方式，时分复用是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输；在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术能够有效利用带宽，时分复用保证传输质量，减少传输延迟。虚拟拆分技术是将要传输的数据包分为小的数据段，每次只传输一个数据段。应用虚拟拆分技术可以减少芯片面积。这两种技术成为当今片上网络开发的主流。 

在虚拟链路上建立时分复用机制需要有两点保障：首先，网络中传输节点都有相同的“时间概念”，即时钟频率必须相同，允许有一定程度的相位偏差。其次，缓冲区的分配与链路带宽的分配是对等的。事实上，由于深亚微米效应，片上网络很难做到全局同步，链路和带宽的分配需要系统维护一个无冲突的路由查找表。路由查找表精细地控制传输的每一个过程。在传输开始之前，系统中需要对未来一段时间内可能出现的数据流量进行预测，对于每条数据流找到一条合适的路径进行传输，并根据数据流的特点对各个传输节点的带宽进行分 配。这些信息以路由查找表的形式存储在各个传输节点的缓冲区中。每个传输节点要根据路由查找表中记录的路由信息传输这一时刻收到的信息。在相同的时间段内，每个传输节点都由系统分配一个路由查找表，不同传输节点的路由查找表是不相同的。系统需要对所有传输节点每个传输时刻的状态进行控制，需要进行的运算量是相当巨大的，所花费的运算时间是相当长的。这样，在实现的过程中，系统不可能通过短时间的运算，确定可预测的时间那么长的所有节点的传输情况，系统的建立时间越来越长，带来不能容忍的延迟。而且各个传输节点需要开辟大量的缓冲区存储这些信息，不可避免的增加系统的面积和功耗。 

而且，随着多核系统的引入，数据流的传输是非常复杂的。中断的使用，查询功能(spawning thread)都增加了系统的复杂程度，给流量预测带来困难。路由查找表难以静态生成，所以对于很多片上网络系统而言，动态分配虚拟链路是必要的。 

发明内容

本发明的目的是提供一种基于时分复用片上网络信息传输方法及系统，传输过程引入包含对时隙占用分配情况的时隙信息包，在传输的过程中需要在更改虚拟链路的时候通过时隙信息包来动态调配，不占用额外的缓冲区，节省了片上网络系统的面积和功耗。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种基于时分复用的片上网络信息传输方法，所传输的数据包具有数据头和若干个数据段，该方法包括以下步骤： 

s101，确定数据包的传输路径及所需带宽信息α，将α加载到数据头中； 

s102，数据源将数据包发送到网络接口，将网络接口作为上游节点； 

s103，上游节点依据α动态分配与传输路径中下一节点间链路的 时隙占用，生成包含α、要占用的时隙信息的时隙信息包后发送； 

s104，下一节点接收所述时隙信息包后根据要占用的时隙信息与上游节点建立虚拟连接，在建立的虚拟连接上传输所述数据包； 

同时下一节点获取所述时隙信息包中的α并更新作为上游节点； 

s105，判断传输路径上所述上游节点的下一节点是否为传输路径终点节点，若是，执行步骤s106，否则转去步骤s103； 

s106，上游节点将接收到的数据包直接转发到终点节点。 

其中，在步骤s103中，所生成的时隙信息包还包括源地址、目的地址信息，在步骤s104中，所述下一节点依据不同的源地址、目的地址信息区分不同的数据包来源。 

其中，在步骤s102中，若数据源发送若干个不同的数据包到所述网络接口时，所述网络接口为不同的数据包设置优先级，按优先级顺序执行后续处理。 

其中，在步骤s101中，还包括在每个数据包的数据头中加载每个数据段在整个数据包中的偏移量和数据包大小的步骤，传输路径上的节点根据偏移量和数据包的大小判断数据包是否完整。