[发明专利]片上网络路由集中控制系统和装置及自适应路由控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及片上多核网络的路由体系结构和路由控制技术领域，尤其涉及集中式的片上网络路由集中控制系统和装置及自适应路由控制方法。

背景技术

随着集成电路的集成度越来越高，芯片上集成的IP(Intellectual Property)功能单元越来越多，传统工业使用的总线结构由于容易产生死锁、总线频率降低、连线延迟增加等原因变得极其复杂和低效，片上网络(Networkonchip，NoC)作为一种新的设计思路开始逐渐普及。片上网络的核心思路是将片上系统划为通信和计算两个子系统。其中通信系统借鉴了分布式计算系统网络的通信方式，使用路由器组成的网络结构和数据包交换策略来替代总线结构传输。

片上网络的数据包传输路径由路由控制方法(路由算法)给出。片上网络常用的路由控制方法包括决定性路由控制方法和自适应路由控制方法。决定性路由控制方法并不关心网络当前的阻塞状况，在每个包传输之前就确定其传输路径(一般通过随机算法加以一定约束获得)；自适应路由控制方法在包传输过程中能够根据网络的实时状况拥塞情况自动调整传输路径。

自适应路由控制方法的优点在于能够自动平衡网络负载，提高网络带宽利用率，但与此同时带来了复杂度的提高。

现有技术中，片上网络的主要方法之一是“时钟异步”，即各个数据包传送相对独立，不需要维护一个全局统一的时钟，没有全局调度，局限于此，目前的片上网络结构自适应路由控制方法只能获得周围相邻的路由器拥塞信息，并不能很好地平衡网络负载。

发明内容

本发明的目的在于提供一种片上网络路由集中控制系统和装置及自适应路由控制方法，其实现片上网络全局阻塞及信息的采集和处理，并利用产生的实时全局信息完成完全自适应片上网络路由控制。

为实现本发明而提供的一种片上网络路由集中控制系统，包括多个路由器，交叉开关连线，以及集中式控制装置，其中：

所述路由器，用于在集中式控制装置请求时，将其实时全局信息发送给集中式控制装置；并在数据包需要确定其跳转路由时，将数据包信息发送给集中式控制装置确定其路由跳转信息，并根据集中式控制装置确定的路由跳转信息转发数据包；

所述交叉开关连线，用于连接集中式控制装置和片上网络的各个路由器，在集中式控制装置与片上网络的各个路由器之间相互连通传输信息；

所述信息包括但不限于路由器的实时全局信息、以及路由器中的数据包信息、以及集中式控制装置分析计算得到的路由跳转信息；

所述集中式控制装置，包括所述全局信息采集处理模块，以及自适应路由控制模块，其中：

所述全局信息采集处理模块，用于通过交叉开关连线和片上网络的各个路由器相连，采集各个路由器的实时全局信息，并在接收到路由器发送来的数据包的路由数据信息后，发送给自适应路由控制模块进行分析计算得到路由跳转信息，并通过交叉开关连线将所述路由跳转信息传送回各个路由器；

所述自适应路由控制模块，用于根据片上网络各个路由器的实时全局信息，结合路由器发送过来的数据包信息，分析计算出的数据包跳转的最佳的路由路径，得到路由器跳转信息。

较优地，所述路由器还包括判断模块，用于在接收到数据包后，判断数据包转发是否到达终点，如果是则结束；否则将数据包信息发送给集中式控制装置，得到新的路由跳转信息。

较优地，所述全局信息采集处理模块，包括一全局时钟模块和一全局信息存储表，其中：

所述全局时钟模块，用于提供整个片上网络唯一确定的实时时钟，并比较确定各个路由器的信息传递延迟时间信息；

所述全局信息存储表，用于存储采样到的实时全局信息。

为实现本发明目的还提供一种片上网络路由集中控制的集中式控制装置，包括所述全局信息采集处理模块，以及自适应路由控制模块，其中：

所述全局信息采集处理模块，用于通过交叉开关连线和片上网络的各个路由器相连，采集各个路由器的实时全局信息，并在接收到路由器发送来的数据包的路由数据信息后，发送给自适应路由控制模块进行分析计算得到路由跳转信息，并通过交叉开关连线将所述路由跳转信息传送回各个路由器；

所述自适应路由控制模块，用于根据片上网络各个路由器的实时全局信息，结合路由器发送过来的数据包信息，分析计算出的数据包跳转的最佳的路由路径，得到路由器跳转信息。

较优地，所述全局信息采集处理模块，包括一全局时钟模块和一全局信息存储表，其中：

所述全局时钟模块，用于提供整个片上网络唯一确定的实时时钟，并比较确定各个路由器的信息传递延迟时间信息；