[发明专利]一种基于快速通道技术的单周期片上路由器

权利要求书

1.一种基于快速通道技术的单周期片上路由器，其特征在于它由P个输入端口、一个快速仲裁模块、一个传输仲裁模块、一个通道仲裁模块、一个超前信号管理模块、一个交叉开关与P个输出端口组成，P为大于1的整数；输入端口与上游路由器、本地路由器的快速仲裁模块、传输仲裁模块、通道仲裁模块、超前信号管理模块和交叉开关相连；输入端口从上游路由器接收报文切片，对报文切片进行缓存；从传输仲裁模块接收输出端口传输状态，根据输出端口传输状态给输入报文分配虚拟通道模块或快速通道模块；输入端口发送传输请求给传输仲裁模块，发送通道请求给通道仲裁模块，发送快速传输请求给快速仲裁模块，从传输仲裁模块接收传输仲裁应答，从通道仲裁模块接收通道仲裁应答，从快速仲裁模块接收快速仲裁应答；在快速仲裁应答有效情况下，输入端口发送快速通道报文切片给交叉开关；在快速仲裁应答无效，而传输仲裁应答与通道仲裁应答均有效情况下，输入端口发送虚拟通道报文切片给交叉开关；快速通道报文切片与虚拟通道报文切片分别指被分配快速通道模块与虚拟通道模块的报文切片；输入端口发送由上游路由器分配的通道逻辑编号给超前信号管理模块，从超前信号管理模块接收下游路由方向；输入端口还发送通道反馈信号给上游路由器；快速仲裁模块与P个输入端口、通道仲裁模块、传输仲裁模块、超前信号管理模块和交叉开关相连；快速仲裁模块从P个输入端口接收快速传输请求，采用轮循方法对所有快速传输请求进行仲裁，将P个输出端口的快速仲裁结果发送给超前信号管理模块，将快速仲裁应答发送给P个输入端口；对所有快速传输请求进行或操作来产生各输出端口的快速传输状态，将P个输出端口的快速传输状态发送给通道仲裁模块、传输仲裁模块与超前信号管理模块；对P个输出端口快速仲裁结果进行拼接操作来产生快速仲裁配置Config1，将快速仲裁配置Config1发给交叉开关，拼接操作指位宽为w₁(1≤l≤M)的M个信号按位拼接成位宽为 的信号，M为大于1的整数，w₁为大于等于1的整数；传输仲裁模块与P个输入端口、快速仲裁模块、交叉开关相连；传输仲裁模块从P个输入端口接收传输请求，对所有传输请求进行或运算来产生各输出端口的传输状态，将P个输出端口的传输状态发送给P个输入端口；对从P个输入端口接收的传输请求进行仲裁，当从快速仲裁模块接收的输出端口快速传输状态无效时，产生传输仲裁应答发送给P个输入端口，产生传输仲裁配置Config2发送给交叉开关；通道仲裁模块与下游路由器、本地路由器输入端口、快速通道模块和超前信号管理模块相连；通道仲裁模块从下游路由器接收通道反馈信号，根据通 道反馈信号回收由下游路由器释放的通道逻辑编号；从快速通道模块接收输出端口快速传输状态，从本地路由器P个输入端口接收通道请求，采用轮循方法对通道请求进行仲裁，在第i输出端口的快速传输状态无效时，发送第i输出端口的通道仲裁结果给超前信号管理模块，发送通道仲裁应答给第i输入端口，i＝1，…，P；通道仲裁模块还给通道仲裁获胜报文分配通道逻辑编号，并将该通道逻辑编号发送给超前信号管理模块；通道逻辑编号指本地路由器给下游路由器输入报文分配的临时编号，当输入报文从下游路由器离开时，下游路由器释放该临时编号；通道逻辑编号的位宽为 N为输入端口内虚拟通道模块与快速通道模块总数， 表示对log₂N上取整；超前信号管理模块与上游路由器、下游路由器、本地路由器P个输入端口、通道仲裁模块及快速通道模块相连；超前信号管理模块从上游路由器接收由上游路由器分配的超前信号，计算下游路由方向，更新超前信号中的下游路由方向信息；超前信号管理模块从P个输入端口接收由上游路由器分配的通道逻辑编号，查询下游路由方向信息，发送下游路由方向信息给P个输入端口；超前信号管理模块从通道仲裁模块接收输出端口通道仲裁结果以及由本地路由器分配的通道逻辑编号，从快速仲裁模块接收输出端口快速传输状态以及输出端口快速仲裁结果，当输出端口快速传输状态有效时，根据输出端口快速仲裁结果选择快速仲裁获胜报文的超前信号，利用本地路由器分配的通道逻辑编号替换超前信号中的通道逻辑编号信息，发送超前信号给下游路由器；当输出端口快速传输状态无效时，根据输出端口通道仲裁结果选择通道仲裁获胜的超前信号，利用本地路由器分配的通道逻辑编号替换超前信号中的通道逻辑编号信息，发送超前信号给下游路由器；交叉开关与快速仲裁模块、传输仲裁模块和P个输入端口相连，其大小为2P×P；交叉开关从每个输入端口接收一个快速通道报文切片与一个虚拟通道报文切片，从快速仲裁模块接收快速仲裁配置Config1，从传输仲裁模块接收传输仲裁配置Config2，对Config1和Config2进行合并操作，产生配置信号Config对交叉开关进行配置，转发从各输入端口接收的快速通道报文切片与虚拟通道报文切片到达目标输出端口，合并操作是指将位宽为P×P的Config1和Config2信号合并成位宽为2×P×P的Config信号，Config信号的第2f×P+1位至2f×P+P位等于Config1信号的f×P+1位至f×P+P位，Config信号的第2f×P+P+1位至2f×P+2P位等于Config2信号的f×P+1位至f×P+P位0≤f≤P-1，f为整数；输出端口与交叉开关、下游路由器相连，从交叉开关接收报文，发送报文给下游路由器。