[发明专利]基于mesh结构的高容错低时延路由算法

说明书

本发明公开了基于mesh结构的高容错低时延路由算法，包括有以下步骤：S1：确定节点分类规则及表示方式；S2：规定基本路由方法；S3：根据节点状态对节点进行标记；S4：路由决策规则，本发明涉及无线通信技术领域。本发明，解决了容错路由算法无法同时满足高容错率、低延时等片上网络的路由需求的问题。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种2D-mesh结构中的片上网络路由方法，每个节点通过记录周围节点的状态而更新自身状态信息，根据每个节点的状态和当前节点与目的节点的位置选择最优路径。

背景技术

片上网络NoC由传统的片上系统SoC发展而来，是片上系统的一种新的设计方法。近年来，随着集成电路制造工艺技术、封装与测试技术等微电子相关技术的快速发展，芯片制造工艺不断提升，芯片体积不断缩小，功能更加强大。但是，由于受到功率上限、器件可靠性及自然老化等因素的限制，以提升单一芯片性能的方式来提升系统性能的方法变得难以实现。片上网络由此应运而生。传统的片上系统将整个系统集中于一个芯片，有体积小，集成度高等优点。而片上网络是在片上系统的基础之上发展而来，以解决传统的片上系统可扩展性差、通信效率较低、难以采用单一时钟同步等问题。Mesh组网技术就是NoC片上网络的一种典型的应用情形。2D-mesh拓扑结构是一张由点构成的m×n二维路由表。每个节点具有唯一的地址，可与其相邻的节点进行通信。当路由表完整且无故障节点时，采用X-Y确定性路由方法传递信息，而一旦传递路径上有节点发生故障，数据就无法到达目的节点。因此，在实际应用中，必须设计一种基于节点状态而确定路径的动态路由算法来实现容错路由，以提升片上网络的稳定性。目前主要的容错算法有：洪泛算法、故障区域算法等。洪泛算法采用将数据分组沿多个方向随机分发的策略以实现容错，该算法功率较高，但具有高延迟、功耗大的缺点。故障区域算法通过生成故障区域，并采取绕开故障区域传递的方法，同时利用转弯限制避免死锁，此算法功耗较低，但节点利用率较低，在数据传输量较大的情况下易发生网络阻塞。

发明内容

为了解决容错路由算法无法同时满足高容错率、低延时等片上网络的路由需求的问题，本发明的目的是提供基于mesh结构的高容错低时延路由算法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：基于mesh结构的高容错低时延路由算法，包括有以下步骤：

S1：确定节点分类规则及表示方式；

S2：规定基本路由方法；

S3：根据节点状态对节点进行标记；

S4：路由决策规则。

优选的，所述S1中，节点分为初始节点、生成节点，初始节点包括源节点、目的节点和故障节点，源节点为m×n 2D-mesh路由矩阵中数据传输的起始节点，在路由过程中不会被标记为其他类型的节点；目的节点为m×n 2D-mesh路由矩阵中数据传输所要到达的节点，在路由过程中不会被标记为其他类型的节点；故障节点为m×n 2D-mesh路由矩阵中遭到损坏而不能正常行使数据收发功能的节点；生成节点包括无效节点、不可达节点和当前节点，无效节点为路由矩阵中能正常行使功能，但由于其与目的节点及故障节点特殊的位置关系，在正常情况下将其等效于故障节点处理；不可达节点为能正常行使功能，但由于其与目的节点及故障节点特殊的位置关系，将其等效于故障节点处理；当前节点为在路由过程中当前状态下存储所传数据的节点；在路由矩阵中，每个节点都具有唯一的二维坐标地址，将任一节点表示为N[x,y]。