CN103297305A - 一种分层mcc片上网络系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分层MCC片上网络系统，计算资源单元和路由器节点相连，用于提供路由器节点在计算时的数据等资源；路由器节点通过配合连接成为环形拓扑结构，构成MCC片上网络系统的第一层，用于增强了系统的本地特性，提高系统的性能；超节点是由路由器节点和超节点组合而成的，用于构成二维的Mesh拓扑结构。该网络拓扑结构简单、网络成本较低，并且具有平面性、规则性以及良好的扩展性。MCC互连网络采用了一种确定性最短路径路由。分析和模拟了MCC和Mesh网络的平均通讯延迟、平均吞吐量和链路利用率，结果表明MCC在轻负载或局部通讯中具有较好的网络性能，FPGA实现表明MCC网络成本较低，较好的平衡了网络性能和成本，是一种简单高效的片上互连网络。

Description

一种分层MCC片上网络系统
技术领域
本发明属于网络技术领域，尤其涉及一种分层MCC片上网络系统。
背景技术
目前，片上网络NoC的大部分研究和设计借鉴了并行计算机体系结构中的静态网络结构，包含规则和不规则两种结构。大多数NoC采用Mesh和Torus规则结构，少数NoC采用胖树结构、八角形结构、Spidergon结构、环形结构、分级环结构、Rgrid结构、GP(2m,1)结构以及由规则结构变化的不规则结构等。平面性Mesh（Torus是非平面）拓扑结构的节点连接度为4，连接度低，使得NoC路由器节点实现成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分层MCC片上网络系统，旨在解决传统的平面性Mesh拓扑结构的节点连接度低，NoC路由器节点实现成本较高的问题。
本发明是这样实现的，一种分层MCC片上网络系统，该系统包括计算资源单元、路由器节点、超节点。
计算资源单元和路由器节点相连，用于提供路由器节点在计算时的数据等资源；
路由器节点通过配合连接成为环形拓扑结构，构成MCC片上网络系统的第一层，用于增强了系统的本地特性，提高系统的性能；
超节点是由路由器节点和超节点组合而成的，用于构成二维的Mesh拓扑结构。
进一步，环形拓扑结构是由4个路由器节点构成；
进一步，超节点是由4个路由器节点和4个超节点组合成的；
进一步，二维的Mesh拓扑结构是一个4*4的芯片布局；
进一步，MCC结构的第一层为环形拓扑结构，第二层为二维的Mesh拓扑结构。
本发明提供了一种新的片上网络互连结构――分层互连网络（MCC）拓扑结构，该网络拓扑结构简单、网络成本较低，并且具有平面性、规则性以及良好的扩展性。MCC互连网络采用了一种确定性最短路径路由。分析和模拟了MCC和Mesh网络的平均通讯延迟、平均吞吐量和链路利用率，结果表明MCC在轻负载或局部通讯中具有较好的网络性能，FPGA实现表明MCC网络成本较低。MCC互连网络较好的平衡了网络性能和成本，是一种简单高效的片上互连网络。
附图说明
图1是本发明提供的一种分层MCC片上网络系统的结构图；
1、计算资源单元；2、路由器节点；3、超节点。
图2是本发明提供的分层MCC片上网络系统实现的流程图。
具体实施方式
本发明是这样实现的，结合附图1，一种分层MCC片上网络系统，该系统包括计算资源单元、路由器节点、超节点。
计算资源单元和路由器节点相连，用于提供路由器节点在计算时的数据等资源；
路由器节点通过配合连接成为环形拓扑结构，构成MCC片上网络系统的第一层，用于增强了系统的本地特性，提高系统的性能；
超节点是由路由器节点和超节点组合而成的，用于构成二维的Mesh拓扑结构。
本发明提供一种MCC片上网络系统，结合附图2，其实现过程包括以下步骤：
S101：将路由器节点通过配合连接成为环形拓扑结构；
S102：将超节点连接成一个2维Mesh拓扑结构；
S103：环形拓扑结构和2维Mesh拓扑结构组合构成两层的MCC片上网络系统；
S104：对MCC进行编码。
进一步，环形拓扑结构是由4个路由器节点构成；
进一步，超节点是由4个路由器节点和4个超节点组合成的；
进一步，二维的Mesh拓扑结构是一个4*4的芯片布局；
进一步，MCC结构的第一层为环形拓扑结构，第二层为二维的Mesh拓扑结构。
MCC是一种两层可扩展的互连网络拓扑结构。该结构的第1层是将4个节点连接成环形拓扑结构，可以看成是一个超节点，增强了系统的本地特性，提高了系统的性能；第2层是将该超节点连接成一个2维Mesh拓扑结构。图1给出了一个具有64个节点的MCC拓扑结构及其路由器节点每个通道的标识和芯片布局，其中图1的小圆圈表示NoC路由器节点，小方格表示计算资源单元，图1中节点地址采用分层的方法表示，括号中的数字代表环形地址，圆圈形内的数字代表每个节点在环形中的相对地址，例如（3,2,0）代表图中从下向上、从左向右的第2行第3列环中的第0个节点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种分层MCC片上网络系统，其特征在于，该系统包括： 
路由器节点，通过配合连接成为环形拓扑结构，构成MCC片上网络系统的第一层，用于增强了系统的本地特性，提高系统的性能； 
计算资源单元，和路由器节点相连，用于提供路由器节点在计算时的数据资源； 
超节点，是由路由器节点和超节点组合而成的，用于构成二维的Mesh拓扑结构。 
2.如权利要求1所述的MCC片上网络系统，其特征在于，环形拓扑结构是由4个路由器节点构成。 
3.如权利要求1所述的MCC片上网络系统，其特征在于，超节点是由4个路由器节点和4个超节点组合成的。 
4.如权利要求1所述的MCC片上网络系统，其特征在于，二维的Mesh拓扑结构是一个4*4的芯片布局。
5.如权利要求1所述的MCC片上网络系统，其特征在于，MCC结构的第一层为环形拓扑结构，第二层为二维的Mesh拓扑结构。 
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