[发明专利]一种基于片上网络的无死锁路由方法

说明书

技术领域

本发明属于片上网络技术领域，涉及一种路由方法，尤其涉及一种基于片上网络的无死锁路由方法。

背景技术

随着半导体工艺技术步入纳米阶段，在单一芯片中集成上亿晶体管已经成为现实，如何解决传统共享总线通信结构中存在的延迟、通信性能瓶颈等问题就成为了重要的研究方向。片上网络NoC(Network on Chip)作为一种新的片上通信系统结构在性能上相比于传统总线结构有了极大的提升。而在现有的片上网络中，最主要采用的是2D网格的拓扑结构，这种拓扑结构工艺上较容易实现，对绝大多数应用也具备较好的性能。本发明就是基于片上网络的通信结构和传统2D网格的拓扑结构来设计实现的。

同时，随着工艺尺寸的不断缩小，芯片越来越容易受到外界的干扰。串扰、耦合噪声以及宇宙射线照射带来的软错误逐渐成为制约系统可靠性的关键因素。另一方面，空天、金融等行业领域又需要很高的可靠性要求，面对这种有高可靠性要求的应用，就需要设计具有容错能力的系统来满足这些需求。通常的具有容错能力的系统会利用时间冗余、空间冗余、信息冗余等方法来提高系统的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于片上网络的无死锁路由方法，可实现空间上的三模冗余，提高系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于片上网络的无死锁路由方法，所述方法包括如下步骤：在源节点将数据包复制n份，其中，n≥3；在片上网络中设定n条自源节点至目的节点的不交叉的通道，n份数据包分别在n条通道上传输；n份数据包到达目的节点后再通过表决器得到正确结果，实现了空间上的冗余。

作为本发明的一种优选方案，在源节点将数据包复制三份；在片上网络中设定三条自源节点至目的节点的不交叉的通道，三份数据包分别在三条通道上传输；三份数据包到达目的节点后再通过表决器得到正确结果，实现了空间上的三模冗余。

作为本发明的一种优选方案，在片上网络中开设四条虚通道，其中两条分别为XY通道和YX通道，另外两条是红通道和黑通道；具有高可靠性要求的数据包在源节点首先拷贝成三份，其中的两份分别通过XY通道和YX通道向目的节点发包；第三份数据包首先通过源节点的红通道/黑通道发送到与前两条通道不同的相邻节点，再通过XY通道/YX通道发送到距离目的节点为一的节点，必须在源节点与目的节点组成的矩形区域以外，保证与另外两份数据包无交叉路径；再通过黑通道/红通道发送到目的节点。

进一步地，如果源节点是偶节点则通过黑通道发送到与前两条通道不同的相邻节点，再通过YX通道发送到距离目的节点为一的节点，必须在源节点与目的节点组成的矩形区域以外，保证与另外两份数据包无交叉路径；再通过红通道发送到目的节点；如果源节点是奇节点则通过红通道发送到与前两条通道不同的相邻节点，再通过XY通道发送到距离目的节点为一的节点，必须在源节点与目的节点组成的矩形区域以外，保证与另外两份数据包无交叉路径；再通过黑通道发送到目的节点。

进一步地，所有红通道都是从奇节点为源节点，发送到偶节点；红通道对所有偶节点来说都是接收通道，对所有奇节点都是发出通道；黑通道与之相反。

进一步地，所述奇节点、偶节点的定义为：将片上网络的左下角router节点的坐标定位为(1，1)，向右为X正向，向上为Y正向，将任一router节点的XY坐标相加，如果为奇数该节点就是奇节点，如果该节点XY坐标相加为偶数就是偶节点。

本发明的有益效果在于：本发明提出的基于片上网络的无死锁路由方法，第一次在2D网格的片上网络中提出了一种三条非交叉路径的路由算法，并且严格证明了不会带来死锁问题。可以利用本发明的路由算法来实现空间上的三模冗余，提高系统的可靠性。

附图说明

图1为一个经典的2D网格片上网络结构图。

图2为一个红黑通道示意图。

图3为一个本发明无死锁路由方法的实际示例图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

本发明揭示了一种非交叉无死锁的三路径路由算法，可以将具有高可靠性要求的数据包复制三份在片上网络中进行传输，到目的节点后再通过表决器得到正确结果，实现了空间上的三模冗余。由于宇宙射线等造成的软错误在时间和空间上都具有随机性，因此本发明设计的无交叉路由可以保证同一个软错误最多只会影响一份数据包，从而在目的节点完全可以通过表决器得到正确结果。同时本发明可以严格证明的无死锁路由，可保证不会引起系统的崩溃。