[发明专利]一种用于片上网络芯片的基于共享存储的生成树路由硬件架构及方法

权利要求书

1.一种用于片上网络芯片的基于共享存储的生成树路由硬件架构，其特征在于，包括输入通道，控制逻辑和交叉开关，所述控制逻辑控制单次路由过程，所述交叉开关控制输入通道和输出通道的交叉互连；所述输入通道中包含三个子模块，分别为路由计算模块、路由表和输入缓冲区；所述输入缓冲区用来存储输入的数据包，所述路由计算模块根据每个输入数据包的目的节点标号，通过生成树路由计算进行路径计算，并输出对应的输出通道方向至交叉开关，控制输入通道和输出通道的交叉互连，局部节点共享路由表，共享同一个路由表的节点查询同一个路由表获得全局生成树ID。

2.根据权利要求1所述的用于片上网络芯片的基于共享存储的生成树路由硬件架构，其特征在于，所述路由表使用一块相同空间的SRAM来代替原先的寄存器。

3.根据权利要求1所述的用于片上网络芯片的基于共享存储的生成树路由硬件架构，其特征在于，局部节点共享路由表，在Mesh型拓扑中，邻近的4个节点共享同一个路由表，邻近的4个节点查询同一个路由表获得全局生成树ID。

4.根据权利要求1所述的用于片上网络芯片的基于共享存储的生成树路由硬件架构，其特征在于，共享路由表通过4个接口模块与临近的4个节点相连，通过地址译码模块，对各接口访问的具体路由表地址进行解析，并转换为实际物理地址，并通过交叉互连向对应的物理Bank发起请求，其中物理Bank模块存在一个仲裁器，对不同的接口请求同一个Bank的情况进行仲裁，其中，各模块的请求优先级通过寄存器进行配置，物理Bank的地址通过高位寻址，即单个Bank的物理地址以4递进，相邻地址分布在不同的Bank中。

5.一种利用如权利要求1-4任一项所述的用于片上网络芯片的基于共享存储的生成树路由硬件架构进行生成树路由的方法，其特征在于，所述生成树路由方法基于生成树ID寻找共享分支节点，并先“向上”路由数据包至分支节点，再“向下”路由至目的节点；在路由之前需要先进行广度优先搜索，来配置生成树ID，广度优先搜索包括如下步骤:

步骤1：确定当前搜索模式，其中若选择X方向优先，则每次搜索优先东西方向，Y方向优先则首先搜索南北方向，以下步骤以X方向优先为例；

步骤2：选择当前拓扑中的中心节点，或其他健康节点作为根节点，并加入队列，标记其生成树ID，此时队列中有且仅有根节点1个节点；

步骤3：设置队列队首节点为当前节点，若当前节点东西方向节点没有被标记，则将其入队并标记；若当前节点南北方向节点没有被标记，则将其入队并标记，当该节点的东西南北4个邻居均被搜索后，当前节点出队列；

步骤4：重复步骤3，直到队列为空，此时与根节点位于同一个连通图的所有节点均被生成树所标记。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述路由方法分为以下几种情形：当目的节点与源节点位于同一子枝，且目的节点在当前节点所在子枝的下游，则沿着当前子枝“向下”前往目的节点；当目的节点与源节点位于同一子枝，且目的节点在当前节点所在子枝的上游，则沿着当前子枝“向上”前往目的节点；当目的节点与源节点不位于同一子枝，则先沿着当前节点所在子枝“向上”前进，前往当前节点和目的节点最近的共享分支节点，再从该享分支节点沿着目的节点所在子枝“向下”前进。