[发明专利]三维网络拓扑结构及其路由算法

权利要求书

1.一种三维片上网络拓扑结构，其特征在于，包括：

多个第一层虚拟子网，各个第一层虚拟子网为Torus拓扑结构；

其中，多个第一层虚拟子网之间通过全互连拓扑结构连接，所述全互连拓扑结构为第二层虚拟子网，所述第一层虚拟子网在垂直方向的链路对应于三维集成技术中的硅通孔。

2.根据权利要求1所述的三维片上网络拓扑结构，其特征在于，所述第一层虚拟子网为N端口虚拟交换机，第i个虚拟交换机的第j个端口的端口号为i，j；

其中，端口号为i，j的端口与端口号为i+j，N+1-j的端口之间的互连链路对应于三维集成技术中的硅通孔。

3.根据权利要求2所述的三维片上网络拓扑结构，其特征在于，所述硅通孔对应的互连链路在所述多个第一层虚拟子网间垂直延伸。

4.根据权利要求2所述的三维片上网络拓扑结构，其特征在于，所述硅通孔互连链路是由端口号为i，j的端口至端口号为i+j，N+1-j的端口的直达链路。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的三维片上网络拓扑结构的路由算法，其特征在于，包括：

判断目标核心与源核心是否处于相同的超级核心，其中，多个第一层虚拟子网构造为多个所述超级核心；

当所述目标核心与所述源核心处于相同的超级核心时，则通过维序路由算法路由至所述目标核心；

当所述目标核心与所述源核心处于不同的超级核心时，则通过全局路由算法路由至所述目标核心，

其中，所述第一层虚拟子网内部X、Y、Z维度的位置信息用标号Nx、Ny、Nz表示，其中Nx∈[0，Kx-1],Ny∈[0，Ky-1],Nz∈[0，Kz-1]，其中Kx、Ky和Kz分别是所述第一层虚拟子网在X维度、Y维度和Z维度的核心数，所述第一层虚拟子网构成超级核心，

设所述源核心所在位置为(Nss,Nxs,Nys,Nzs)，所述目标核心所在位置为(Nsd,Nxd,Nyd,Nzd)，其中Nss和Nsd分别是所在源和目标超级核心的编号，Nxs,Nxd和Nys,Nyd以及Nzs,Nzd分别是所述源核心和所述目标核心所在的超级核心内部X、Y和Z维度的编号。

6.根据权利要求5所述三维片上网络拓扑结构的路由算法，其特征在于，通过维序路由算法路由至所述目标核心包括：

按照维度长度递减的顺序遍历各个维度，其中，每路由一步当前维度上的偏移量减1；

在所述当前维度的偏移量减为0后计算下一个维度的偏移量；

遍历各个维度直至所述目标核心。

7.根据权利要求5所述三维片上网络拓扑结构的路由算法，其特征在于，通过全局路由算法路由至所述目标核心包括：

如果目标核心编号比源核心编号高，则将数据路由至本地跳转核心，所述本地跳转核心所在位置为(Nss，Nxm，Nym，Nzm)，其中，Nss是所在源核心的编号，Nxm、Nym、Nzm分别是源核心的X、Y和Z维度的编号，Nzm＝(Nsd-Nss-1)/(Kx×Ky)，Nym＝(Nsd-Nss-1)％(Kx×Ky)/Kx，Nxm＝(Nsd-Nss-1)％(Kx×Ky)％Kx，根据全互连的连接关系，Nsd＝Nss+Pg，Pg＝Nz×Kx×Ky+Ny×Kx+Nx+1，Nx、Ny表示第一层虚拟子网构中X、Y维度的位置信息，Kx、Ky和Kz表示第一层虚拟子网构中X、Y和Z维度的核心数；

由所述本地跳转核心将所述数据路由至所述目标核心。

8.根据权利要求5所述三维片上网络拓扑结构的路由算法，其特征在于，通过全局路由算法路由至所述目标核心包括：

如果目标核心编号比源核心编号低，则将数据路由至本地跳转核心，所述本地跳转核心所在位置为(Nss，Nxn，Nyn，Nzn)，其中，Nss是所在源核心的编号，Nxn、Nyn、Nzn分别是源核心的X、Y和Z维度的编号，所述本地跳转核心的全局端口编号为Pg＝N+1-(Nss-Nsd)，其中N＝Kx×Ky×Kz，根据所述第一层虚拟子网位置关系，Nzn＝Pg/(Kx×Ky)，Nyn＝Pg％(Kx×Ky)/Kx，Nxn＝Pg％(Kx×Ky)％Kx；

由所述本地跳转核心将所述数据路由至所述目标核心。