[发明专利]一种用于片上网络的混合互连结构、其网络节点编码方法及其混合路由算法

权利要求书

1.一种用于片上网络的混合互连结构的网络节点编码方法，其特征是：所述用于片上网络的混合互连结构，包括全局网络和多个局部网络，所述全局网络为由多个网络节点组成的二叉树结构，所述局部网络为由多个网络节点组成的二维Mesh结构，局部网络的中心节点与所述全局网络上的网络节点相连；所述二维Mesh结构呈N×N的正方形结构，其中N为正方形边的网络节点数，当N为偶数时，中心节点为二维Mesh结构在中心处形成的正方形的四个端部的网络节点；当N为奇数时，中心节点为二维Mesh结构在中心处的网络节点；

所述网络节点的地址编码为(L,X,Y,Q),其中L=L1_L2…_Lk…_Ln,n为二叉树结构的层数，1＜k≤n，X和Y为用XY坐标编码方式以局部网络的中心节点为坐标原点获得的坐标值，Q值为用于表示所述网络节点是在二叉树结构上还是局部网络的坐标原点的值，

当所述网络节点为二叉树结构上第1层的节点时，L1=L2=…=Lk=…=Ln=00，X=Y=0；

当所述网络节点为二叉树结构上第k层的节点时，L1=L(k+1)=…=Ln=00，X=Y=0，L2至Lk中的任一个记为La，La值根据第k层节点在a层的父节点的位置确定，当在a层的父节点为a层的左节点，La=10，当在a层的父节点为a层的右节点，La=11；

当所述网络节点为N×N的二维Mesh结构上的网络节点时，L值等于二叉树结构上与该网络节点所在局部网络连接的网络节点的L值，X=X₀_Xoffset,Y=Y₀_Yoffset,其中，X₀和Y₀分别为表示所述网络节点相对于坐标原点方向的值，Xoffset和Yoffset分别为所述网络节点相对坐标原点的在X方向和在Y方向的偏移量。

2.根据权利要求1所述的一种用于片上网络的混合互连结构的网络节点编码方法，其特征是：当N为偶数时，选择二维Mesh结构在中心处形成的正方形的四个端部中的一个网络节点为坐标原点，当N为奇数时，选择二维Mesh结构在中心处的网络节点为坐标原点。

3.根据权利要求2所述的一种用于片上网络的混合互连结构的网络节点编码方法，其特征是：当所述网络节点在二叉树结构上时，Q=1；当所述网络节点在二维Mesh结构上且为坐标原点时，Q=0；当所述网络节点在二维Mesh结构上且不是坐标原点时，Q为无效值。

4.一种用于片上网络的混合互连结构的混合路由算法，其特征是：所述用于片上网络的混合互连结构，包括全局网络和多个局部网络，所述全局网络为由多个网络节点组成的二叉树结构，所述局部网络为由多个网络节点组成的二维Mesh结构，局部网络的中心节点与所述全局网络上的网络节点相连；

所述二维Mesh结构呈N×N的正方形结构，其中N为正方形边的网络节点数，当N为偶数时，中心节点为二维Mesh结构在中心处形成的正方形的四个端部的网络节点；当N为奇数时，中心节点为二维Mesh结构在中心处的网络节点；

当数据在片上网络的网络节点之间进行传输通信时，数据输入的网络节点为源节点，数据输出的网络节点为目标节点，通过二叉树算法和/或XY路由算法确定数据从源节点传输到目标节点的传输路径，当源节点和目标节点在全局网络的二叉树结构上时，采用二叉树算法确定数据的传输路径；当源节点和目标节点在同一局部网络的二维Mesh结构上时，采用XY路由算法确定数据的传输路径；当源节点和目标节点两个网络节点中的一个在全局网络的二叉树结构上，另一个在局部网络的二维Mesh结构上时，采用二叉树算法确定在二叉树结构上的网络节点至二叉树结构上与对应局部网络连接的网络节点的传输路径，采用XY路由算法确定在二维Mesh结构上的网络节点到中心节点的传输路径；当源节点和目标节点在不同局部网络的二维Mesh结构上时，采用XY路由算法确定源/目标节点到源/目标节点所在局部网络的中心节点的传输路径，采用二叉树算法确定二叉树结构上与源节点所在局部网络连接的网络节点到二叉树结构上与目标节点所在局部网络连接的网络节点的传输路径。

5.根据权利要求4所述的一种用于片上网络的混合互连结构的混合路由算法，其特征是：根据权利要求3所述的网络节点编码方法，确定数据从源节点传输到目标节点的传输路径并根据传输路径进行数据的传输，具体包括如下步骤：

1）根据源节点和目标节点的地址编码中X、Y和Q的值判断源节点和目标节点的位置，按照二叉树算法和/或XY路由算法确定传输路径，当网络节点的X和Y的值为零且Q=1时，所述网络节点在全局网络的二叉树结构上，当网络节点的X和Y的值为零且Q=0时，所述网络节点为局部网络的二维Mesh结构上的坐标原点，当网络节点的X和Y的值不都为零，所述网络节点为在局部网络的二维Mesh结构上的非坐标原点，

当源节点和目标节点均在全局网络的二叉树结构上，转到步骤2），当源节点和目标节点均在局部网络的二维Mesh结构上，转到步骤3），当源节点在全局网络的二叉树结构上，目标节点在局部网络的二维Mesh结构上转到步骤4），当源节点在局部网络的二维Mesh结构上，目标节点在全局网络的二叉树结构上转到步骤5）；

2）采用二叉树算法确定传输路径，即将源节点与目标节点的地址编码中的L进行对比，确定传输路径，数据沿确定的传输路径从源节点传输至目标节点，具体为：

2.1）从L1位到Ln位寻找源节点与目标节点第一个不相等的位，记为Li，

2.2）从Ln位到L1位寻找源节点中第一个不为00的位，记为Lj，

2.3）从源节点依次向上寻找父节点，寻找父节点的次数记为m，m通过公式（1）获得：

m=i-j+1（1）

2.4）从步骤2.3）中寻找到的最高级的父节点开始，根据目标节点的Li至Ln位逐一向下选择传输路径，Li至Ln中的任一个记为Lb，当Lb为10时，向下层的左节点传输，当Lb为11时，向下层的右节点传输，当Lb为00时，数据传输完成；

3）当源节点和目标节点的L值相同时，源节点和目标节点在同一局部网络的二维Mesh结构上，根据XY路由算法，确定源节点和目标节点的传输路径，当源节点和目标节点的L值不同时，源节点和目标节点在不同局部网络的二维Mesh结构上，根据XY路由算法，确定源/目标节点到源/目标节点所在局部网络的中心节点的传输路径，采用步骤2）所述的二叉树算法确定二叉树结构上与源节点所在局部网络连接的网络节点到二叉树结构上与目标节点所在局部网络连接的网络节点的传输路径，数据沿确定的传输路径从源节点传输至目标节点；

4）采用步骤2）所述的二叉树算法确定源节点到全局网络的二叉树结构上与目标节点所在局部网络连接的网络节点的传输路径，根据XY路由算法，确定局部网络的中心节点到目标节点的传输路径，数据沿确定的传输路径从源节点传输至目标节点；

5）根据XY路由算法，确定源节点到局部网络的中心节点的传输路径，采用步骤2）所述的二叉树算法确定目标节点到全局网络的二叉树结构上与源节点所在局部网络连接的网络节点的传输路径，数据沿确定的传输路径从源节点传输至目标节点。