CN101409680A - 一种基于时分复用的片上网络信息传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于时分复用的片上网络信息传输方法及系统，对于采用时分复用，虚拟拆分技术的片上网络，通过在数据头加载数据所需带宽信息α，传输过程中各节点根据α进行动态时隙分配，生成包含要占用的时隙信息的时隙信息包，通过分析时隙信息包，各节点动态调配虚拟链路建立和释放的过程。这样能够用相对比较小的缓冲区来指导链路的传输，节省芯片面积，降低功耗，使传输过程更加灵活，在一定程度上增加了系统的抗误码特性。

Description

一种基于时分复用的片上网络信息传输方法及系统

技术领域

本发明涉及信息传输领域，具体涉及一种基于时分复用的片上网络信息传输方法及系统。

背景技术

随着工艺水平的不断提高，如今的专用集成电路中，通讯延迟已经远大于计算延迟，寻找一种可靠的通信方式成为集成电路发展的主要问题。基于总线结构的SOC(System on Chip)结构遇到了瓶颈，越来越不能满足设计要求，而片上网络作为一种新兴的专用集成电路结构，通常包含数据处理单元、路由器和网络接口这几个部分，片上网络受到学术界，产业界的广泛关注。在片上网络中，采用时分复用的传输方式，时分复用是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输；在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术能够有效利用带宽，时分复用保证传输质量，减少传输延迟。虚拟拆分技术是将要传输的数据包分为小的数据段，每次只传输一个数据段。应用虚拟拆分技术可以减少芯片面积。这两种技术成为当今片上网络开发的主流。

在虚拟链路上建立时分复用机制需要有两点保障：首先，网络中传输节点都有相同的“时间概念”，即时钟频率必须相同，允许有一定程度的相位偏差。其次，缓冲区的分配与链路带宽的分配是对等的。事实上，由于深亚微米效应，片上网络很难做到全局同步，链路和带宽的分配需要系统维护一个无冲突的路由查找表。路由查找表精细地控制传输的每一个过程。在传输开始之前，系统中需要对未来一段时间内可能出现的数据流量进行预测，对于每条数据流找到一条合适的路径进行传输，并根据数据流的特点对各个传输节点的带宽进行分配。这些信息以路由查找表的形式存储在各个传输节点的缓冲区中。每个传输节点要根据路由查找表中记录的路由信息传输这一时刻收到的信息。在相同的时间段内，每个传输节点都由系统分配一个路由查找表，不同传输节点的路由查找表是不相同的。系统需要对所有传输节点每个传输时刻的状态进行控制，需要进行的运算量是相当巨大的，所花费的运算时间是相当长的。这样，在实现的过程中，系统不可能通过短时间的运算，确定可预测的时间那么长的所有节点的传输情况，系统的建立时间越来越长，带来不能容忍的延迟。而且各个传输节点需要开辟大量的缓冲区存储这些信息，不可避免的增加系统的面积和功耗。

而且，随着多核系统的引入，数据流的传输是非常复杂的。中断的使用，查询功能(spawning thread)都增加了系统的复杂程度，给流量预测带来困难。路由查找表难以静态生成，所以对于很多片上网络系统而言，动态分配虚拟链路是必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于时分复用片上网络信息传输方法及系统，传输过程引入包含对时隙占用分配情况的时隙信息包，在传输的过程中需要在更改虚拟链路的时候通过时隙信息包来动态调配，不占用额外的缓冲区，节省了片上网络系统的面积和功耗。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于时分复用的片上网络信息传输方法，所传输的数据包具有数据头和若干个数据段，该方法包括以下步骤：

s101，确定数据包的传输路径及所需带宽信息α，将α加载到数据头中；

s102，数据源将数据包发送到作为网络接口，将网络接口作为上游节点；

s103，上游节点依据α动态分配与传输路径中下一节点间链路的时隙占用，生成包含α、要占用的时隙信息的时隙信息包后发送；

s104，下一节点接收所述时隙信息包后根据要占用的时隙信息与上游节点建立虚拟连接，在建立的虚拟连接上传输所述数据包；

同时下一节点获取所述时隙信息包中的α并更新作为上游节点；

s105，判断传输路径上所述上游节点的下一节点是否为传输路径终点节点，若是，执行步骤s106，否则转去步骤s103；

s106，上游节点将接收到的数据包直接转发到终点节点。

其中，在步骤s103中，所生成的时隙信息包还包括源地址、目的地址信息，在步骤s104中，所述下一节点依据不同的源地址、目的地址信息区分不同的数据包来源。

其中，在步骤s102中，若数据源发送若干个不同的数据包到所述网络接口时，所述网络接口为不同的数据包设置优先级，按优先级顺序执行后续处理。

其中，在步骤s101中，还包括在每个数据包的数据头中加载每个数据段在整个数据包中的偏移量和数据包大小的步骤，传输路径上的节点根据偏移量和数据包的大小判断数据包是否完整。

其中，在步骤s101中还包括在每个数据包的数据头中加入校验信息的步骤，传输路径上的节点根据所述校验信息确定接收的数据包是否正确。

本发明还提供了一种基于时分复用的片上网络信息传输系统，该系统包括控制系统、数据处理单元、路由器和网络接口，其中：

所述控制系统，通过预测网络流量和数据包的大小，确定数据包的传输路径及所需带宽α，将α加载到数据头中；

所述数据处理单元，作为数据源时将数据包发送到网络接口，作为接收节点时通过网络接口接收其它节点发送的数据包；

所述网络接口，作为上游节点时接收数据源发送的数据包，依据α动态分配与传输路径中上下一个路由器间链路的时隙占用，生成包含α、要占用的时隙信息的时隙信息包后发送到该路由器，待虚拟连接建立后传输数据包；

所述网络接口，作为下游节点时首先接收传输路径中接收传输路径上上一个路由器发送的时隙信息包并其建立虚拟连接，随后接收由所述传输路径上上一个路由器传输的数据包，并将数据包直接转发给作为接收节点的数据处理单元；

所述路由器，在接收到时隙信息包后，依据时隙信息包中的要占用的时隙信息与上一节点建立虚拟连接，同时依据时隙信息包中的α动态分配与传输路径中下一节点间链路的时隙占用，动态生成路由查找表，依据所述路由查找进行数据包的接收和转发。

其中，所述网络接口包括缓冲单元和优先级设置单元，所述缓冲单元用于缓冲从数据处理单元接收的数据包和从传输路径上上一个路由器接收的时隙信息包、数据包，所述优先级设置单元用于检测到来自数据处理单元的不同数据包的多个数据头时，为不同的数据包设置优先级，按优先级顺序执行后续处理。

其中，所述网络接口包括时隙信息包生成模块，用于依据α动态分配与传输路径上下一个路由器间链路的时隙占用，生成包含α、要占用的时隙信息的时隙信息包，所述时隙信息包还包括源地址和目的地址信息。

其中，所述路由器包括：

时隙信息分析模块，用于在接收上一节点发送的时隙信息包后，依据时隙信息包中的要占用的时隙信息重新进行时隙分配，与上一节点建立虚拟链路；

时隙信息生成模块，用于采集上一节点发送的时隙信息包中的α，动态分配与传输路径中下一节点间链路的时隙占用，生成新的时隙信息包发送到下一节点；

控制信号生成模块，用于生成控制信号，通知下一节点当前传输的是数据包信息还是时隙信息包；

接收控制模块，用于与上一节点建立虚拟连接后接收数据包；

发送控制模块，用于待与下一节点建立虚拟连接后负责转发收到的数据包到下一节点。

利用本发明提出的基于时分复用片上网络信息传输方法及系统，由于其在数据传输过程采用动态时隙分配，具有以下有益效果：

1)由于该方法通过提供给每个传输节点一些简单的信息，使传输节点有一定的自由性，传输上游动态决定链路的分配情况，再将这样的分配情况通过时隙信息包的形式通知下游的节点，就能使系统整个的运算量缩小；

2)需要维护的路由查找表很小，不需要开辟大量的缓冲区存储这些信息，可以节省了片上网络系统的面积和功耗；

3)该方法使对流量进行预测时仅需要预测流量的带宽、通过的节点，不需要精确预测通过节点的传输状态，所以本发明中降低了流量预测的难度，不需要给出每一个时刻完全确定的路由表。

附图说明

图1为本发明实施例中网络接口的结构图；

图2为本发明实施例中网络接口生成时隙信息包优选采用的电路结构图；

图3为本发明实施例中路由器的结构图；

图4为本发明基于时分复用片上网络信息传输方法流程图；

图5为本发明实施例中路由器对时隙信息包进行分析的示意图。

具体实施方式

本发明提出的基于时分复用片上网络信息传输方法及系统，结合附图和实施例说明如下。

本发明提出的基于时分复用的片上网络信息传输方法及系统，适合于采用时分复用技术和虚拟拆分技术，传输情况复杂，虚拟链路频繁释放和建立的电路中的数据传输。这种方法能够以比较小的功耗、传输延迟的代价，减少电路内部开辟缓冲区的大小，从而达到减小芯片面积，降低芯片功耗的目的。

片上网络一般采用虚拟拆分和时分复用技术，就是将数据包拆分成小的数据单元(数据头，若干个数据段，数据尾)对信道进行复用，完成传输过程。传统静态的方法需要维护大量的路由控制表，精确控制传输的整个过程。本发明中时分复用将同一个信道分配给许多用户进行通信传输，具体的方法就是在时间上分份，每一份形成一时隙，根据要传输数据源所要求的带宽信息，分配与带宽相应的让一个数据源独占信道，等这段时间过去后，将信道再让给其它的数据源。

如果同一信道在同一时刻如果有两个或两个以上的数据源需要同时申请这条信道传输数据，就出现了冲突，需要将信道根据带宽进行分配，保证来自不同数据源的信息都能够传输。这样不同数据源产生的数据都可以通过交叠的路径到达目的地。来自相同数据源的数据经过的路径连起来叫做这个数据传输的虚拟路径。

本发明中，在数据头中加入传输数据所需带宽信息α。在数据传输过程，各传输节点根据所述带宽信息α发送特殊的控制信息(时隙信息包)调配与下一节点间链路的带宽分配情况(后面称时隙占用情况)，达到时隙动态分配的效果。在这种方法中，电路仅需要付出少量的时间用于生成控制信息，就能减少缓冲区的开辟，增强系统的抗误码性能。

实施例

本发明中基于时分复用片上网络信息传输系统有三个基本的组成部分和控制系统，这个基本组成部分为数据处理单元PE、网络接口NI和路由器，其中：

控制系统，与现有技术相同的是控制系统通过预测网络流量确定数据包的传输路径，与现有技术不同的是控制系统根据数据源要传输的数据包的大小，确定传输数据所需带宽信息α，并将α加载到数据头中，因此，本发明不关注路径传输问题，而只解决带宽分配问题；

数据处理单元，与具体的应用有关，既是数据包的发送者又是数据包的接收者，作为发送者(数据源)时将数据包发送到网络接口，作为接收者(接收节点)时通过网络接口接收其它节点发送的数据包；

网络接口NI，作为上游节点时接收数据源发送的数据包，依据数据头中的α动态分配与传输路径上下一个路由器间链路的时隙占用，生成包含α、要占用的时隙信息的时隙信息包后发送到该路由器，待虚拟连接建立后传输数据包到该路由器；网络接口作为下游节点时首先接收传输路径中接收传输路径上上一个路由器发送的时隙信息包并其建立虚拟连接，随后接收由上述传输路径上上一个路由器传输的数据包，并将数据包直接转发给作为接收节点的数据处理单元PE；

路由器，作为转发信息的传输节点，在接收到时隙信息包后，依据时隙信息包中的要占用的时隙信息与上一节点建立虚拟连接，同时依据时隙信息包中的α动态分配与传输路径中下一节点间链路的时隙占用，动态生成路由查找表，依据所述路由查找进行数据包的接收和转发。

如图1所示为本实施例中网络接口NI的结构图，网络接口NI分为传输部分和接收部分，其中传输部分包括：缓冲单元01，用于将来自数据源分块传输的数据包并进行缓冲；时隙信息包生成单元03，用于根据数据包的数据头中的所需带宽信息α，动态分配与传输路径上下一个路由器间链路的时隙占用情况而生成时隙信息包，该时隙信息包括源地址、目标地址、所需带宽α和要占用的时隙信息；多路选择器05，用于根据控制单元04发送的信号选择数据块进行输出或选择相应的时隙信息包输出给控制单元04；控制单元04，用于发送控制信号到上述路由器，这里所说的控制信号是指时隙信息包，因为实际是在传输层传输特殊信息的控制流，因此称为控制信号。网络接口NI的接收部分包括：控制单元06，用于接收路由器发送的控制信号(时隙信息包)及输入数据，根据缓冲单元02的存储情况将接收的输入数据暂存；缓冲单元02，用于缓冲从路由器接收的输入数据并直接转发给接收节点-数据处理单元PE。

时隙信息包是调控虚拟链路连接状态的控制信号，传输信息的上游节点通过发送时隙信息来调控下游节点的接收状态。本实施例中网络接口NI还包括优先级设置单元07，缓冲单元01用于缓冲从数据处理单元接收的数据包接收的数据包，优先级设置单元07，用于当多路数据头同时到来的时候，出现了冲突，这时需要串行的对不同的数据头进行处理，具体为不同的数据包设置优先级。

本实施例网络接口NI各单元配合生成时隙信息包优选采用图3所示电路，下面以有三个数据包同时达到网络接口NI为例介绍该电路结构，该电路结构包括：优先级设置单元07，用于当多路数据头同时到来的时候，为不同的数据包设置优先级；缓冲子单元011，用于存放第一链路传输过来的数据包；缓冲子单元012，用于存放第二链路传输过来的数据包；缓冲子单元013，用于存放第三链路传输过来的数据包；缓冲子单元014，用于存储当前正在处理的链路信息标号；多路选择器05，用于选通上述三个缓冲子单元接收的不同链路传递过来的数据包到带宽信息提取单元08；带宽信息提取单元08，用于将数据头中的带宽信息α提取出来暂存在寄存器09；寄存器09，用于存储所提取的带宽信息α；占用时隙分配单元10，用于依据寄存器09中的α，为当前α对应的数据包动态分配与传输路径上下一个路由器间链路的时隙占用情况并发送到译码电路11；译码电路11，对接收的信息译码生成包含带宽信息α、要占用的时隙信息、源地址和目标地址的时隙信息包，准备传递给传输路径上下一个路由器，同时还产生时隙信息的就位信号，用于告知该路由器，时隙信息已经准备好，可以进行传输。

路由器是构成网络结构的基本功能节点，负责转发数据，如图3所示为本实施例中路由器的结构图。该路由器有5个方向的信息，当然本发明不限于5个方向的信息的路由器，该路由器每个方向的输出端，可以开辟五个缓冲区来存放对应方向来的信息。并且在数据包进入路由器之后，要缓冲这个数据包的信息。即如果接到数据包后，要将这个数据包所存储的位置依次记录下来，并且要路由器自身来检测数据尾所到来的问题。这样每次输出的时候就能参考每个数据包对应的信息进行输出。当新的数据包到来的时候，首先要统计出来新的时隙信息，当每一个从相同端口输出的数据包的数据头到来时，需要将这一个端口的输出暂停，然后进行时隙计算，当计算进行好后，再进行下一步传输。下面结合图3的各个模块描述路由器的功能，该路由器包括：时隙信息分析模块31，用于在接收上一节点发送的时隙信息包后，依据时隙信息包中的要占用的时隙信息重新进行时隙分配，与上一节点建立虚拟链路；时隙信息生成模块32，用于采集上一节点发送的时隙信息包中的α，动态分配与传输路径中下一节点间链路的时隙占用，即标明要传输的信息占用链路的情况，生成新的时隙信息包发送到下一节点；控制信号生成模块33，用于生成控制信号，通知下一节点当前传输的是数据包信息还是时隙信息包；接收控制模块34，用于与上一节点建立虚拟连接后接收数据包，记录数据包的长度；发送控制模块35，用于待与下一节点建立虚拟连接后负责转发收到的数据包到下一节点。

基于上面叙述的基于时分复用片上网络信息传输系统，下面给出本实施例中基于时分复用片上网络信息传输方法。

本发明提出的基于时分复用的片上网络信息传输方法，整体思路是：在开始传输数据包的时候，系统中的各个节点通过提取数据包传输所需要的带宽信息生成时隙信息包，并传递给链路的下游；下游节点通过分析时隙信息包，修改链路接收状态，动态生成接收规则，指导链路的传输过程。由于在传输过程对链路间的时隙占用情况动态分配，因此，系统中可以节省存储静态路由查找表的空间。

本实施例中所传输的数据包使用现有的虚拟拆分技术，将一个完整的数据包划分为数据头、若干个数据段和数据尾，数据头主要包括重要的传输信息，其中包括数据的源地址、目标地址和优先级等对于传输过程非常重要的信息。紧跟数据头后面的若干个数据段代表要传输的数据信息，数据尾中加入用于校验已传输的数据。不同的是，本实施例中的数据头中加载有传输该数据包所需的带宽信息α。

假设数据流的输入速率为R_i，这个量对时间t的积分表示一段时间内流过信道的流量。现实中的数据流是非常复杂的，用一个一次函数来描述这个数据流累积函数的上界，即

∫R_idt＜σ+ρt

ρ表示的是上界随时间的变化率，σ表示一个常数。在实际的应用中，ρ的大小就表示在链路中传输信息所需要的带宽。

本实施例中所说的所需的带宽信息α就是指上面所述的带宽信息σ和ρ。

如图4所示为本发明基于时分复用的片上网络信息传输方法，所传输的数据包具有数据头、若干个数据段和数据尾，该方法包括以下步骤：

s101，确定数据包的传输路径及所需带宽信息α(即上述σ和ρ)，将α加载到数据头中；

s102，数据源将数据包发送到网络接口NI，此时将网络接口NI作为上游节点；

s103，上游节点依据α动态分配与传输路径中下一节点间链路的时隙占用，生成包含α、要占用的时隙信息的时隙信息包后发送；

s104，下一节点接收所述时隙信息包后根据要占用的时隙信息与上游节点建立虚拟连接，在建立的虚拟连接上传输所述数据包；

同时下一节点获取所述时隙信息包中的α并更新作为上游节点；

s105，判断传输路径上所述上游节点的下一节点是否为传输路径终点节点(即是否为最终的接收节点-数据处理单元PE)，若是，执行步骤s106，否则转去步骤s103；

s106，上游节点将接收到的数据包直接转发到终点节点。

优选地，在步骤s101中，还包括在每个数据包的数据头中加载每个数据段在整个数据包中的偏移量和数据包大小的步骤，上述偏移量记录该数据包在整个数据中的位置，防止由于死锁和数据的多径造成的数据包顺序的错乱，也防止由于数据拥塞所造成的数据丢失对系统的影响。传输路径上的节点通过数据头中记录的数据包的大小确定数据尾的位置。每个数据包的数据头中加入校验信息，传输路径上的节点根据所述校验信息确定接收的数据包是否正确。在步骤s102中，若数据源发送若干个不同的数据包到所述网络接口时，所述网络接口为不同的数据包设置优先级，按优先级顺序执行后续处理。在步骤s103中，所生成的时隙信息包还包括源地址、目的地址信息，在步骤s104中，下一节点依据不同的源地址、目的地址信息区分不同的数据包来源。

根据上面的叙述可知本发明基于时分复用的片上网络信息传输方法，整个传输过程分为三个步骤：首先是信息从数据处理单元PE1中通过网络接口IN1发送到与之相连的路由器中，再通过路由器和路由器之间的通信转发到网络的另一端的网络接口，最后由另一端的网络接口传递给数据处理单元PE2完成一次信息传输过程。本实施例假设由数据处理单元PE1到网络接口NI1，以及由网络接口NI2到数据处理单元PE2之间的带宽足够宽，之间传输数据不需要时分复用带宽分配，所提出的基于时隙动态分配是在由NI1到NI2的片上网络传输节点间的，整个传输分为三个阶段：

1)网络接口NI1到路由器的传输过程

网络接口NI1需要包装数据处理单元PE1发送出来的数据包，即根据数据头中带宽信息α生成包含α、要占用的时隙信息的时隙信息包，通过首先发送时隙信息包指导与路由器间的传输过程，路由器在接收时隙信息包后根据时隙信息包所包含的要占用信息，与网络接口NI1建立虚拟连接，同时路由器根据时隙信息包所包含α进行与下节点间的时隙分配，而生成新的时隙信息包，这样就会确定数据由路由器的哪个端口输入、哪个端口输出，生成路由查找表，指导数据的接收和转发，保证传输的过程的顺利完成。

如图5所示为路由器接收到时隙信息包的时隙信息包分析流程图，时隙信息对应于每路传输信息具体对应的虚拟链路。在时隙信息包的分析过程中，仅需要将这部分信息转化成路由查找表就可以了，时隙信息包中含有信息源地址和目标地址以及要占用的带宽信息。对于一个确定的路由器，有对应的路由查找表，查找表中记录的是每一个时隙传输信息(这里假设一共有32个时隙)的源地址，目标地址，从传输节点的哪一个端口进入，从传输节点的哪一个端口离开。当收到时隙信息包的时候，对路由查找表进行更新。路由查找表中所有时隙对应的源地址、目标地址、入口和出口将进行重新填写。用掉的时隙用于标注目前时隙中已经用去的数量。比较器用于比较时隙标号和已经用去的数量，如果时隙标号小，就将时隙信息包中的源地址和目标地址复制到路由查找表中。

2)路由器和路由器之间的传输

路由器和路由器之间的传输和NI接口与路由器之间的传输方式相同，在网状结构的网络中，每一个路由器都有多个输入端口和多个输出端口，且每一路路由器的输入信息分为若干个(本实施例为32个)时隙，占用不同时隙的信息最终的传输方向也不相同，且路由器需要根据相应指示将对应端口信息传输出去。同时，路由器也需要根据输出情况分配时隙，与上节论述的传输过程相同，路由器根据接收的时隙信息包分配好时隙与上一节点建立虚拟连接后，要在数据包传送之前传输对应的时隙分配信息，来告诉后面的路由器时隙分配的情况，后面的路由器再根据这样的信息处理整合收到的信息。

3)路由器和网络接口NI2之间的传输

同样，路由器在传输数据之前会将分配时隙的信息以时隙信息包的形式通知网络接口NI2，网络接口NI2只有一个输入端口，与网络接口NI2向路由器发送信息的方式相同，网络接口将固定的时隙提取出来之后，直接将信息发送给数据处理单元PE2完成数据传输过程。

本发明的技术优势在于：

本发明中，由于使用时隙信息包动态的调配带宽信息，系统无需维护大量的路由查找表。在论证这种做法好处的时候，我们假设信息流是可以预测的，而且系统的计算能力是足够的，我们仅仅从缓冲区的开辟情况来论证这种做法的优势。假设系统中某一条链路需要传输M个不同的数据包(为简单起见，这里假设M个数据包是依此传输的，但事实上传输过程是时分复用的)，一共需要传输N个周期才能传输完毕。每个端口的路由查找表需要包含出口信息，每个出口信息占用K字节。如果系统中没有引入时隙信息包，系统中需要维护静态路由查找表。1.如果没有将带宽成固定的份数，每个时间片都需要参考路由查找表找出输出端口，这样，按照前面的假设，完成N个周期的传输需要开辟N*K字节的缓冲区来存储路由查找表，这仅仅是一个端口的路由查找表，而且每一个传输节点的上游节点，需要开辟同样大小的缓冲区用于存储输出准则。完成传输的多个节点都需要花费同样的代价。这种情况下，对于缓冲区的需求是惊人的。2.如果我们将链路的带宽分成固定的份数，比如说S份，开始传输的时候根据虚拟链路的分配，用S*K字节表示路由查找表，当虚拟链路发生变化的时候，需要新的路由查找表，如果顺序传输M个数据包，就意味着虚拟链路需要更新M次，每个端口需要开辟M*K*S大小的缓冲区来存储路由查找表。通常情况下，N＞＞M*S，所以将带宽分成固定的份数的方法有优势。

如果我们引入时隙信息包，在传输的过程中需要在更改虚拟链路的时候通过时隙信息包来动态，不占用额外的缓冲区，每个端口仅需要占用K*S的缓冲区就可以传输信息了，与传输的时间长短，传输多少给不同的数据包，虚拟链路的释放生成次数无关。当然，生成时隙信息包是需要时间的，还需要额外的电路逻辑，而且会延长传输时间，假设生成时隙信息包需要T个时钟周期，那么完成整个传输过程至少需要N+M*T个时钟周期。在实际应用中，带宽分的份数S是表示链路传输带宽利用精确程度的衡量标准，不能太大也不能太小。

从上面的分析中我们可以得出引入时隙信息包的好处，综合起来能为系统节省很多的缓冲区，当然，节省缓冲区的同时，是以延长传输时间为代价的，同时还要付出额外的电路逻辑的代价。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1、一种基于时分复用的片上网络信息传输方法，所传输的数据包具有数据头和若干个数据段，其特征在于，该方法包括以下步骤：

s101，确定数据包的传输路径及所需带宽信息α，将α加载到数据头中；

s102，数据源将数据包发送到作为网络接口，将网络接口作为上游节点；

s103，上游节点依据α动态分配与传输路径中下一节点间链路的时隙占用，生成包含α、要占用的时隙信息的时隙信息包后发送；

s104，下一节点接收所述时隙信息包后根据要占用的时隙信息与上游节点建立虚拟连接，在建立的虚拟连接上传输所述数据包；

同时下一节点获取所述时隙信息包中的α并更新作为上游节点；

s105，判断传输路径上所述上游节点的下一节点是否为传输路径终点节点，若是，执行步骤s106，否则转去步骤s103；

s106，上游节点将接收到的数据包直接转发到终点节点。

2、如权利要求1所述的基于时分复用的片上网络信息传输方法，其特征在于，在步骤s103中，所生成的时隙信息包还包括源地址、目的地址信息，在步骤s104中，所述下一节点依据不同的源地址、目的地址信息区分不同的数据包来源。

3、如权利要求1或2所述的基于时分复用的片上网络信息传输方法，其特征在于，在步骤s102中，若数据源发送若干个不同的数据包到所述网络接口时，所述网络接口为不同的数据包设置优先级，按优先级顺序执行后续处理。

4、如权利要求1或2所述的基于时分复用的片上网络信息传输方法，其特征在于，在步骤s101中，还包括在每个数据包的数据头中加载每个数据段在整个数据包中的偏移量和数据包大小的步骤，传输路径上的节点根据偏移量和数据包的大小判断数据包是否完整。

5、如权利要求1或2所述的基于时分复用的片上网络信息传输方法，其特征在于，在步骤s101中还包括在每个数据包的数据头中加入校验信息的步骤，传输路径上的节点根据所述校验信息确定接收的数据包是否正确。

6、一种基于时分复用的片上网络信息传输系统，其特征在于，该系统包括控制系统、数据处理单元、路由器和网络接口，其中：

所述控制系统，通过预测网络流量和数据包的大小，确定数据包的传输路径及所需带宽α，将α加载到数据头中；

所述数据处理单元，作为数据源时将数据包发送到网络接口，作为接收节点时通过网络接口接收其它节点发送的数据包；

所述网络接口，作为上游节点时接收数据源发送的数据包，依据α动态分配与传输路径中上下一个路由器间链路的时隙占用，生成包含α、要占用的时隙信息的时隙信息包后发送到该路由器，待虚拟连接建立后传输数据包；

所述网络接口，作为下游节点时首先接收传输路径中接收传输路径上上一个路由器发送的时隙信息包并其建立虚拟连接，随后接收由所述传输路径上上一个路由器传输的数据包，并将数据包直接转发给作为接收节点的数据处理单元；

所述路由器，在接收到时隙信息包后，依据时隙信息包中的要占用的时隙信息与上一节点建立虚拟连接，同时依据时隙信息包中的α动态分配与传输路径中下一节点间链路的时隙占用，动态生成路由查找表，依据所述路由查找进行数据包的接收和转发。

7、如权利要求6所述的基于时分复用的片上网络信息传输系统，其特征在于，所述网络接口包括缓冲单元和优先级设置单元，所述缓冲单元用于缓冲从数据处理单元接收的数据包和从传输路径上上一个路由器接收的时隙信息包、数据包，所述优先级设置单元用于检测到来自数据处理单元的不同数据包的多个数据头时，为不同的数据包设置优先级，按优先级顺序执行后续处理。

8、如权利要求6所述的基于时分复用的片上网络信息传输系统，其特征在于，所述网络接口包括时隙信息包生成模块，用于依据α动态分配与传输路径上下一个路由器间链路的时隙占用，生成包含α、要占用的时隙信息的时隙信息包，所述时隙信息包还包括源地址和目的地址信息。

9、如权利要求8所述的基于时分复用的片上网络信息传输系统，其特征在于，所述路由器包括：

时隙信息分析模块，用于在接收上一节点发送的时隙信息包后，依据时隙信息包中的要占用的时隙信息重新进行时隙分配，与上一节点建立虚拟链路；

时隙信息生成模块，用于采集上一节点发送的时隙信息包中的α，动态分配与传输路径中下一节点间链路的时隙占用，生成新的时隙信息包发送到下一节点；

控制信号生成模块，用于生成控制信号，通知下一节点当前传输的是数据包信息还是时隙信息包；

接收控制模块，用于与上一节点建立虚拟连接后接收数据包；

发送控制模块，用于待与下一节点建立虚拟连接后负责转发收到的数据包到下一节点。

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