CN102724125A - 基于宏虚通道的片上网络节点通信方法 - Google Patents

基于宏虚通道的片上网络节点通信方法 Download PDF

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Abstract

基于宏虚通道的片上网络节点通信方法，本发明涉及片上网络节点之间的通信方法。以解决通信节点内部输入缓存器发生错误所引起的信息传输错误。本方法通过下述过程实现：来自另一个通信节点的数据包，进入本通信节点路由器；对有可靠性要求数据包复制两份；有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包分别进入输入缓存器的虚通道；有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包向虚通道分配器发出申请信号，如申请得到批准，则有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包分别进入宏虚通道，在宏虚通道中按照少数服从多数，认定一份为正确数据包；宏虚通道是输入缓存器中三个指定地址的虚通道；取得的正确数据包通过输出通道向下一个通信节点传输。

Description

基于宏虚通道的片上网络节点通信方法
技术领域
本发明涉及片上网络节点之间的通信方法。
背景技术
随着集成电路的发展，基于传统的总线互连的片上系统(SoC,System on Chips)出现了三大主要问题：地址空间有限引起的可扩展性问题，通信效率问题及全局同步引起的面积和功耗问题。片上网络(NoC,Network on Chips)尝试从体系结构上解决了这些问题，将成为下一代集成电路主流设计技术。然而，在深亚微米阶段，由于日益缩小的芯片尺寸和逐步增加的器件数量，数据包在片上网络传输的过程中，更加容易受到电磁干扰等的影响，造成单粒子翻转等错误的产生。微量铀发出的阿尔法粒子、宇宙射线中高能量中子、电磁干扰、高斯噪声等原因使得通道、存储单元、逻辑单元、链路、路由器等部位发生错误。因此亟待通过片上网络容错解决制约网络性能的这些关键问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于宏虚通道的片上网络节点通信方法，解决通信节点内部输入缓存器发生错误所引起的信息传输错误。本发明通过下述过程实现：
一、来自另一个通信节点的数据包，进入本通信节点路由器；进入本通信节点路由器的数据包分为两类：有可靠性要求数据包和无可靠性要求数据包；对有可靠性要求数据包复制两份备份数据包；二、有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包分别进入输入缓存器ICL的三个虚通道；同时，有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包向虚通道分配器VCA发出申请信号，如果申请得到批准，则有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包分别进入宏虚通道MVC，在宏虚通道MVC中按照少数服从多数的原则，从三份数据包中认定一份为正确数据包；所述宏虚通道MVC是输入缓存器ICL中三个指定地址的虚通道；三、取得的正确数据包通过输出通道OCL向下一个通信节点传输。
由于本发明中对输入通信节点的路由器进行了三模冗余（三取二）的校验，因此保证了单粒子翻转等错误能被校验出来并克服掉，解决了通信节点内部输入缓存器发生错误所引起的信息传输错误。
附图说明
图1是片上网络数据格式图，图2是基于宏虚通道的n模容错校验示意图，图3是基于共享宏虚通道的容错示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图2具体说明本实施方式。本实施方式通过下述过程实现：一、来自另一个通信节点的数据包，进入本通信节点路由器；进入本通信节点路由器的数据包分为两类：有可靠性要求数据包和无可靠性要求数据包；对有可靠性要求数据包复制两份备份数据包；二、有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包分别进入输入缓存器ICL的三个虚通道；同时，有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包向虚通道分配器VCA发出申请信号，如果申请得到批准，则有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包分别进入宏虚通道MVC，在宏虚通道MVC中按照少数服从多数的原则，从三份数据包中认定一份为正确数据包；所述宏虚通道是输入缓存器中三个指定地址的虚通道；三、取得的正确数据包通过输出通道OCL向下一个通信节点传输。
在步骤二中，无可靠性要求数据包进入输入缓存器ICL的一个虚通道；然后在步骤三中通过输出通道OCL向下一个通信节点传输。
具体实施方式二：下面结合图1和图2具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是：在步骤二中，当数据包是有可靠性要求的时候，虚通道分配器VCA检查宏虚通道三个虚通道的状态，如果是空闲的，解除对宏虚通道的锁定，完成有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包在宏虚通道MVC中的三模冗余判断；如果三个虚通道的状态不是空闲，则返回无虚通道可分配的指令，锁定宏虚通道的三个虚通道，等待这三个虚通道同时都空闲的时候再分配宏虚通道；
当数据包是没有可靠性要求的时候，虚通道分配器VCA检查宏虚通道MVC是否被锁定，若未被锁定，则把宏虚通道MVC中的一个虚通道分配给无可靠性要求数据包；如果宏虚通道MVC被锁定，并且当数据包中的类型标识位是头微片(head flit)的时候，不分配宏虚通道中的虚通道，（此时宏虚通道具有优先权），即不拆分宏虚通道；如果数据包中的类型标识位是数据微片(data flit)或者尾微片(tail flit)，把宏虚通道MVC中的虚通道分配给无可靠性要求数据包，使得无可靠性要求数据包通过。
数据包的格式如图1所示。一个数据包由1个头微片(head flit)7个数据微片(data flit)1个尾微片(tail flit)组成。微片大小为36比特位。其中，类型标识位(type)用来标识微片的类型，虚通道号(vcid)标识微片进入路由器虚通道序号，源地址(src)、目的地址(dest)记录源节点和目的节点在网络中的具体位置，数据包可靠性标识位ftl)标识数据包对可靠性要求，指示路由器对该数据包进行容错处理，数据负载(data payload)是需要传输的数据或控制信息。
表1微片数据段详细信息
Figure BDA00001821595600031
本实施方式利用宏虚通道MVC的锁定和开放既能传递有可靠性要求数据包，也能传递无可靠性要求数据包，为输入缓存器ICL中虚通道的配置拓展了方式和方法。
具体实施方式三：下面结合图3具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式二的不同之处是：步骤二中，有可靠性要求的数据包到达输入通道的微片接受端口SII，然后进入锁存通道PIV，通过信号线1-2向虚通道控制器VCA申请虚通道，虚通道分配器VCA检查宏虚通道VCA的三个虚通道状态；如果是空闲的，锁存通道PIV解除对宏虚通道VCA的锁定，进行有可靠性要求的数据包传输和三模冗余判断；如果宏虚通道VCA不是空闲，则返回无虚通道可分配，锁存通道PIV锁定宏虚通道的三个虚通道，等待这三个虚通道同时都空闲的时候再分配宏虚通道；流出宏虚通道VCA的数据包，经输出通道OCL向下一个通信节点路由器节点传输；
无可靠性要求数据包到达输入通道的微片接受端口SII，然后进入锁存通道PIV，通过信号线0-2向虚通道控制器VCA申请虚通道。虚通道分配器VCA检查宏虚通道MVC是否被锁定；若未被锁定，则可以直接分配虚通道；如果被锁定并且当类型标识位是头微片(head flit)的时候，不分配宏虚通道中的虚通道；如果类型标识位是数据微片(data flit)或者尾微片(tail flit)的话，那么允许分配宏虚通道中的虚通道，使得无可靠性要求数据包通过；流出宏虚通道VCA的数据包，经输出通道OCL向下一个通信节点路由器节点传输。

Claims (3)

1.基于宏虚通道的片上网络节点通信方法，其特征在于本方法通过下述过程实现：一、来自另一个通信节点的数据包，进入本通信节点路由器；进入本通信节点路由器的数据包分为两类：有可靠性要求数据包和无可靠性要求数据包；对有可靠性要求数据包复制两份备份数据包；二、有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包分别进入输入缓存器ICL的三个虚通道；同时，有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包向虚通道分配器VCA发出申请信号，如果申请得到批准，则有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包分别进入宏虚通道MVC，在宏虚通道MVC中按照少数服从多数的原则，从三份数据包中认定一份为正确数据包；所述宏虚通道MVC是输入缓存器ICL中三个指定地址的虚通道；三、取得的正确数据包通过输出通道OCL向下一个通信节点传输。
2.根据权利要求1所述的基于宏虚通道的片上网络节点通信方法，其特征在于在步骤二中，当数据包是有可靠性要求的时候，虚通道分配器VCA检查宏虚通道三个虚通道的状态，如果是空闲的，解除对宏虚通道的锁定，完成有可靠性要求数据包及其复制的两份备份数据包在宏虚通道MVC中的三模冗余判断；如果三个虚通道的状态不是空闲，则返回无虚通道可分配的指令，锁定宏虚通道的三个虚通道，等待这三个虚通道同时都空闲的时候再分配宏虚通道；
当数据包是没有可靠性要求的时候，虚通道分配器VCA检查宏虚通道MVC是否被锁定，若未被锁定，则把宏虚通道MVC中的一个虚通道分配给无可靠性要求数据包；如果宏虚通道MVC被锁定，并且当数据包中的类型标识位是头微片的时候，不分配宏虚通道中的虚通道；如果数据包中的类型标识位是数据微片或者尾微片，把宏虚通道MVC中的虚通道分配给无可靠性要求数据包，使得无可靠性要求数据包通过。
3.根据权利要求2所述的基于宏虚通道的片上网络节点通信方法，其特征在于步骤二中，有可靠性要求的数据包到达输入通道的微片接受端口SII，然后进入锁存通道PIV，通过信号线(1-2)向虚通道控制器VCA申请虚通道，虚通道分配器VCA检查宏虚通道VCA的三个虚通道状态；如果是空闲的，锁存通道PIV解除对宏虚通道VCA的锁定，进行有可靠性要求的数据包传输和三模冗余判断；如果宏虚通道VCA不是空闲，则返回无虚通道可分配，锁存通道PIV锁定宏虚通道的三个虚通道，等待这三个虚通道同时都空闲的时候再分配宏虚通道；流出宏虚通道VCA的数据包，经输出通道OCL向下一个通信节点路由器节点传输；
无可靠性要求数据包到达输入通道的微片接受端口SII，然后进入锁存通道PIV，通过信号线(0-2)向虚通道控制器VCA申请虚通道。虚通道分配器VCA检查宏虚通道MVC是否被锁定；若未被锁定，则可以直接分配虚通道；如果被锁定并且当类型标识位是头微片的时候，不分配宏虚通道中的虚通道；如果类型标识位是数据微片或者尾微片的话，那么允许分配宏虚通道中的虚通道，使得无可靠性要求数据包通过；流出宏虚通道VCA的数据包，经输出通道OCL向下一个通信节点路由器节点传输。
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