CN108347366A - 一种网络中控制数据传输的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种网络中控制数据传输的方法，包括：节点接收第一模块发送的第一请求,该第一请求用于请求获得注入标签权限；节点接收第二模块发送的第二请求，该第二请求用于请求获得注入标签权限；节点根据第一请求和第二请求，确定将注入标签权限授权给第一模块或第二模块；其中，该注入标签权限用于预约时隙槽，该时隙槽用于存储待传输的数据包。实施本申请实施例，能够解决非缓冲环状网络中的注入饿死问题，提高网络的资源利用率和传输能力。

Description

一种网络中控制数据传输的方法及装置

技术领域

本申请涉及控制数据传输领域，尤其涉及一种网络中控制数据传输的方法及装置。

背景技术

目前随着晶体管特征尺寸不断缩小，越来越多的模块被集成到单个芯片上。集成芯片通常采用片上网络(Network on Chip，NoC)来连接这些数量不断增加的模块，并负责在模块间快速传递各种数据。NoC的主通路是由两个或者两个以上的节点组成的。NoC包括非缓冲的NoC，非缓冲的NoC在相邻的节点间没有数据包的缓冲，需要保证数据包每一拍都会向下一个节点移动，并且不会丢包。

现有技术中非缓冲的环状网络是非缓冲的NoC的典型设计。在非缓冲环状网络中，各个节点组成环状的网络主通路，每个节点既可以是源节点也可以是目的节点。该非缓冲环状网络中还存在绕环状网络的传输介质旋转的多个时隙槽(slot)，slot可以作为存储数据和传输数据的载体，每个时钟周期沿环状网络向下一个节点移动，将数据包从源节点传送至目的节点。为了保证每一时钟周期数据包都能够向下一级移动，主通路上的数据包需要优先传输，而从节点准备注入的新数据包需要等待主通路出现空时隙槽(Empty slot)才可以注入。如果主通路上一直没有空时隙槽经过，节点的数据包就一直无法注入，这造成了非缓冲环状网络的注入饿死问题。另外，在slot数量较多时，现有技术会造成资源开销大、功耗高的问题。

发明内容

本申请实施例公开了一种网络中控制数据传输的方法及装置，能够解决非缓冲环状网络中的注入饿死问题，提高网络资源利用率和传输能力。

本申请实施例第一方面公开了一种网络中控制数据传输的方法，包括：节点接收第一模块发送的第一请求,所述第一请求用于请求获得注入标签权限；所述节点接收第二模块发送的第二请求，所述第二请求用于请求获得注入标签权限；所述节点根据所述第一请求和所述第二请求，确定将所述注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块；其中，所述注入标签权限用于预约时隙槽，所述时隙槽用于存储待传输的数据包。

本申请提供的方法，可以实现节点在接收第一模块发送的第一请求和第二模块发送的第二请求之后，根据第一请求和第二请求，对注入标签权限进行仲裁，保证授权该权限的公平性；其中第一请求和第二请求都是用于请求获得注入标签权限，该注入标签权限用于向该节点预约时隙槽，能够保证被授权的模块将来向网络成功注入数据包。可以看出，本申请能够解决非缓冲环状网络中多个模块争抢同一个节点造成的注入饿死的问题，提高网络的处理能力。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述节点根据所述第一请求和所述第二请求，确定将所述注入标签的权限授权给所述第一模块或所述第二模块，包括：所述节点根据所述第一请求和所述第二请求，通过轮询的方式将所述注入标签的权限授权给所述第一模块或所述第二模块。

本申请提供的方法中，节点根据第一请求和第二请求，对注入标签权限进行仲裁，该仲裁可以通过轮询的方式，该种仲裁方式，可以保证与节点相连接的多个模块依次获得该权限，获得向网络中注入数据包的机会，因此能够避免ITAG权限一直被某个模块占用，而其他模块一直无法注入数据，从而导致的注入饿死的问题。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述第一请求包括第一优先级标识，所述第二请求包括第二优先级标识；

所述节点根据所述第一请求和所述第二请求，确定将所述注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块，包括：所述节点根据所述第一优先级标识和所述第二优先级标识，从所述第一模块和所述第二模块中确定出较高优先级的目标模块；所述节点将所述注入标签权限授权给所述目标模块。

本申请提供的方法中，当节点连接的模块具有优先级时，节点也可以采用加权轮询的方式对注入标签权限进行仲裁，具体是从多个确定出较高优先级的模块，将注入标签权限授权给优先级高的模块。可以看出，本申请依据不同的应用场景，提供了不同的仲裁方式。

结合第一方面第一种可能的实现方式至第一方面第二种可能的实现方式中任一种，在第三种可能的实现方式中，所述方法在所述节点根据所述第一请求和所述第二请求，确定将所述注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块之后，还包括：所述节点在网络上寻找所述时隙槽；所述节点给所述时隙槽添加注入标签，所述注入标签用于表示所述时隙槽被所述节点预留。

本申请提供的方法中，节点可以通过给时隙槽添加注入标签的方式，实现对时隙槽的预约，首先在网络上寻找未被添加注入标签的时隙槽，给该时隙槽添加注入标签，其中该注入标签用于表示所述时隙槽被节点预留。可以看出，本申请能够解决非缓冲环状网络中固有存在的注入饿死问题，保证节点在网络上成功预约到时隙槽，提高了网络的处理能力。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述节点预约所述时隙槽之后，所述方法还包括：所述节点监控所述时隙槽的运行状态；当所述时隙槽完成上一次传输任务并回到所述节点位置，所述节点识别所述时隙槽，并通知所述第一模块或所述第二模块注入数据包；所述节点释放所述注入标签权限。

在本申请提供的方法中，节点预约所述时隙槽之后，监控该时隙槽的运行状态，当该时隙槽完成上一次传输任务并回到节点位置，识别该时隙槽并通知被授权的模块注入数据包，然后释放该注入标签权限。本申请能够完成节点控制时隙槽，并通知被授权的模块注入数据包，最后释放注入标签权限的整个方法流程。

结合第一方面的第四种可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，所述节点监控所述时隙槽的运行状态，包括：所述节点通过计数器和有效信号确定所述时隙槽的运行状态。

在本申请提供的方法中，在高频场景下，节点通过计数器和有效信号确定时隙槽的运行状态，能够降低功耗，提高网络的资源利用率。

结合第一方面的第五种可能的实现方式中，在第六种可能的实现方式中，所述节点通过计数器和有效信号确定所述时隙槽的运行状态，具体包括：若所述时隙槽在网络主通路上运行一圈需要N个时钟周期，则所述节点配置个寄存器，所述个寄存器包括：位的计数器和1位的有效信号，其中N为大于2的正整数；所述节点给所述时隙槽添加注入标签之后，所述计数器开始计数，每个时钟周期所述计数器的值加1；当所述计数器的值为N-1时，所述节点将所述有效信号置位为1；其中，所述有效信号位为1指示着所述时隙槽将在下一个时钟周期到达所述节点的位置。

在本申请提供的方法中，在高频场景下，节点通过计数器和有效信号确定时隙槽的运行状态，具体实现方式是可以通过配置位的计数器和1位的有效信号来实现，该种方法实现简单，在网络时隙槽较多时，能够提高网络的资源利用率。

结合第一方面的第四种可能的实现方式中，在第七种可能的实现方式中，所述节点监控所述时隙槽的运行状态，还包括：所述节点给所述时隙槽添加节点标识，所述节点标识用于监控所述时隙槽的运行状态。

在本申请提供的方法中，在低频场景下，节点给时隙槽添加节点标识来监控已添加注入标签的时隙槽的运行状态，当该时隙槽在网络上运行时，能够随时监控到添加注入标签的节点号，确定具体是哪一个节点已预约了该时隙槽，提高了已预约时隙槽的监控力度。

结合第一方面的第七种可能的实现方式中，在第八种可能的实现方式中，所述节点给所述时隙槽添加节点标识，包括：若所述网络的主通路包括N个节点，则所述节点为所述时隙槽添加位标识，所述位标识用于表示添加注入标签的节点号，其中N为大于2的正整数。

在本申请提供的方法中，在低频场景下，节点给时隙槽添加节点标识来监控已添加注入标签的时隙槽的运行状态，具体实现方式之一是：为时隙槽添加位标识，所述位标识用于表示添加注入标签的节点号。本申请提供的方法实现简单，能够提高已预约时隙槽的监控力度。

本申请实施例第二方面公开了一种网络中控制数据传输的装置，包括：接收单元，用于接收第一模块发送的第一请求和第二模块发送的第二请求，其中所述第一请求用于请求获得注入标签权限，所述第二请求用于请求获得注入标签权限；仲裁单元，用于根据所述第一请求和所述第二请求，确定将所述注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块；其中，所述注入标签权限用于预约时隙槽，所述时隙槽用于存储待传输的数据包。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述仲裁单元具体用于：根据所述第一请求和所述第二请求，通过轮询的方式将所述注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块。

结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述第一请求包括第一优先级标识，所述第二请求包括第二优先级标识；所述仲裁单元具体用于：根据所述第一优先级标识和所述第二优先级标识，从所述第一模块和所述第二模块中确定出较高优先级的目标模块；按照将所述注入标签的权限授权给所述目标模块。

结合第二方面的第一种可能的实现方式至第二方面第二种可能的实现方式中任一种，在第三种可能的实现方式中，所述装置还包括：添加标签单元，在网络上寻找所述时隙槽，给所述时隙槽添加注入标签，所述注入标签用于表示所述时隙槽被所述节点预留。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述装置还包括：监控单元，用于监控所述已添加注入标签的时隙槽的运行状态；处理单元，用于当所述时隙槽完成上一次传输任务并回到所述节点位置，识别所述时隙槽，并通知所述第一模块或所述第二模块注入数据包；权限释放单元，用于在所述处理单元通知所述第一模块或所述第二模块注入数据包之后，释放所述注入标签权限。

结合第二方面的第四种可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，所述监控单元具体用于：通过计数器和有效信号确定所述时隙槽的运行状态。

结合第二方面的第五种可能的实现方式中，在第六种可能的实现方式中，所述监控单元具体用于：若所述时隙槽在网络主通路上运行一圈需要N个时钟周期，则配置个寄存器，所述个寄存器包括：位的计数器和1位的有效信号，其中N为大于2的正整数；所述时隙槽被添加注入标签之后，所述计数器开始计数，每个时钟周期所述计数器的值加1；当所述计数器的值为N-1时，所述监控单元将所述有效信号置位为1；其中，所述有效信号位为1指示着所述时隙槽将在下一个时钟周期到达源节点位置。

结合第二方面的第四种可能的实现方式中，在第七种可能的实现方式中，所述监控单元还具体用于：给所述时隙槽添加节点标识，所述节点标识用于监控所述时隙槽的运行状态。

结合第二方面的第七种可能的实现方式中，在第八种可能的实现方式中，所述监控单元还具体用于：若所述网络的主通路包括N个节点，则为所述时隙槽添加位标识，所述位标识用于表示添加注入标签的节点号，其中N为大于2的正整数。

本申请实施例第三方面提供一种片上网络系统，所述片上网络系统包括：环状网络，以及多个节点，每个节点与至少一个模块接口，所述多个节点用于为与其接口的模块占用所述环状网络的时隙槽，所述模块通过所述时隙槽向所述环状网络上传数据，所述多个节点中存在第一节点，所述第一节点与第一模块及第二模块接口，所述第一模块向所述第一节点发送第一请求，所述第二模块向所述第一节点发送第二请求，所述节点根据所述第一请求或第二请求向环状网络预约时隙槽。

结合第三方面的第一种可能的实现方式中，所述节点还用于：根据所述第一请求和所述第二请求，确定将注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块，该注入标签权限用于向节点预约所述时隙槽。

结合第三方面的第二种可能的实现方式中，所述节点具体用于：根据所述第一请求和所述第二请求，通过轮询的方式将所述注入标签的权限授权给所述第一模块或所述第二模块。

结合第三方面的第三种可能的实现方式中，所述第一请求包括第一优先级标识，所述第二请求包括第二优先级标识；所述节点具体用于：根据所述第一优先级标识和所述第二优先级标识，从所述第一模块和所述第二模块中确定出较高优先级的模块；将所述注入标签权限授权给所述较高优先级的模块。

本申请实施例中，当模块尝试向网络注入数据包失败的次数超过阈值时，模块能够向相连接的节点发送申请获得注入标签权限的请求；节点可以根据多个模块发送的请求，对注入标签权限进行仲裁，确定将该权限授权给第一模块或者第二模块；然后节点在网络上寻找到时隙槽并添加注入标签，实现对时隙槽的预约，并通过计数器加有效信号，或者添加节点标识的方式，监控已添加注入标签的时隙槽的运行状态，等待该时隙槽完成上一次的传输任务并回到节点位置，节点调度被授权的模块完成注入数据包操作，并释放该注入标签权限，再将注入标签权限授权给另一个模块。可以看出，本申请实施例能够解决非缓冲环状网络中的注入饿死问题，并减少网络的资源开销和功耗，提高网络的传输能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例公开的一种非缓冲环状网络架构的示意图；

图2是本申请实施例公开的一种模块的结构示意图；

图3是本申请实施例公开的一种节点的结构示意图；

图4是本申请实施例公开的一种网络中控制数据传输的方法的示意图；

图5是本申请实施例公开的一种网络中控制数据传输的装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例公开了一种网络中控制数据传输的方法及装置，能能够解决非缓冲环状网络中的注入饿死问题，降低网络运行的功耗，提高网络资源利用率和传输能力。以下分别进行详细说明。

请参阅图1，图1是本申请实施例公开的一种非缓冲环状网络架构的示意图。如图1所示，该非缓冲环状网络可以是兼容ARM CHIE链路层协议的环状网络，该环状网络由N个节点首尾相连组成，其中N为大于2的整数。该非缓冲环状网络可以包括：节点和外部模块(简称：模块)，节点用于控制模块与非缓冲环状网络交换数据。非缓冲环状网络由N个节点组成，本申请以8个节点组成的非缓冲环状网络进行示范性说明，其中每个节点既可以作为源节点也可以作为目的节点；每个节点可以连接一个或者多个模块，如图中节点0连接了模块0和模块8。在实际应用中，每个节点也可以连接其他数量的模块，此处不做限定。

在本申请实施例的一个技术场景中，可在诸如处理器芯片的单个半导体芯片上实现该非缓冲环状网络，并且节点0至7可以是基于该集成芯片的组件；该芯片集成了大量的模块，该模块具体可以是：处理器簇(CPU Cluster)，末级缓存(last level cache,LLC),动态内存控制器(dynamic memory controller,DMC),加速器(Accelerator)等等模块，这些模块都连接在非缓冲环状网络的各个节点上进行通信。

在本申请实施例中，该非缓冲环状网络中还存在绕环状网络的传输介质旋转的多个时隙槽slot，slot可以作为存储数据和传输数据的载体，每个时钟周期沿环状网络向下一个节点移动，将数据包从源节点传送至目的节点。可选的，slot既可以沿顺时针运行，也可以沿逆时针运行。源节点可以在特定的slot经过该节点时向网络上注入数据包，该数据包可以在slot内传输到目的节点，从而目的节点可以从环状网站中接收数据包。

当一个模块向另一个模块发送数据包时，该模块首先将该数据包发送给相连接的节点，从而通过节点向网络主通路注入数据包，该数据包注入成功后，再经由slot从源节点传送至目的节点。slot所携带的数据包到达目的节点后，该目的节点接收数据包并发送给目的模块，此时slot变为空slot，并继续向下一节点移动。

在非缓冲环状网络中，为了保证每一时钟周期数据包都能够向下一级移动，主通路上的数据包需要优先传输，而从节点准备注入的新数据包需要等待主通路出现空时隙槽(Empty slot)才可以注入。如果主通路上一直没有空时隙槽经过，节点的数据包就一直无法注入，这造成了节点中挂靠模块发生注入饿死问题。

作为一种可选的实施方式，可以通过slot预约机制来解决该问题，具体实现方式可以是：

节点在环状网络上寻找时隙槽，给该时隙槽添加注入标签(Ingress Tag，ITAG)，以便于实现对时隙槽的预约，该时隙槽可以是未被其他节点添加注入标签的slot。slot被添加ITAG之后，表明该slot被节点预留，以供给相连接的模块注入数据包。同时，节点监控该slot的运行状态。等待该slot完成上一次传输任务并回到节点位置时，该节点就能够占用该slot，并调度相连接的模块完成注入数据包操作。

节点在环状网络上预约slot可以由模块来发起。当一个模块尝试向环状网络注入数据包失败的次数超过预设的阈值，所述模块就可以通过节点预约slot。

当一个节点上挂靠多个模块时，由于模块间存在竞争，即使节点不断的占有环状网络的时隙，竞争失利的模块中也会一直无法成功向环状网络传送数据包。例如：在单个半导体芯片中，CPU和LLC连接在同一个节点上，因此他们要在相同节点争抢空slot获得向环状网络注入数据包的机会，节点有可能一直将空slot分配给CPU，则LLC会一直处于竞争失利的状况。采用本申请的实施方式，竞争失利的模块也可以在数据积压时，通过节点预约slot，从而避免注入饿死的发生。

本申请实施例在模块中增加ITAG权限的申请逻辑，该逻辑用于在模块发现尝试向环状网络注入数据包失败的次数超过预设的阈值时，模块向节点申请ITAG权限，该权限用于向节点预约时隙槽。

在可选的实施例中，节点中还可以增加ITAG权限仲裁逻辑，该ITAG权限仲裁逻辑用于对接收的多个ITAG权限申请进行仲裁，确定将ITAG权限分配给其中一个模块。节点将该权限分配给某一个模块之后，节点在网络上寻找时隙槽并添加ITAG，通过这样的方式表明该slot被该节点预留，以供给相连接的模块注入数据包。节点监控该slot的运行状态，等待该slot完成上一次传输任务并回到节点位置，占用该slot，并调度被授权的模块注入数据包。然后，节点释放该ITAG权限，并将该ITAG权限授权给下一个模块,以确保节点分配ITAG权限的公平性。

作为一种可选的实施方式，节点监控已预约的slot的运行状态，具体包括：节点使用移位寄存器追踪该slot的运行状态。但是，在slot数量较多时，该种方法会造成网络资源开销大、功耗高的问题。

请参阅图2，图2是本申请实施例公开的一种模块的结构示意图，该模块包括：注入队列(Ingress Queue，IQ)、饿死检测器(Starvation Detector)、以及注入标签权限申请装置(Ingress Tag Permission Apply Element，IPAE)。

IQ：用于缓冲等待发送的数据包，模块中等待发送的数据包都先在IQ里面缓存并每个时钟周期尝试向网络主通路传送。

Starvation Detector：用于判断模块向网络主通路传送数据包失败的次数是否超过了阈值。该阈值具体与环状网络的拓扑结构和节点数量有关，该阈值可以包括：第一阈值和第二阈值，当该模块尝试向网络主通路传送数据包失败的次数超过第一阈值时，则触发该模块向节点发送申请ITAG权限的请求，当该模块尝试向网络主通路传送数据包失败的次数超过第二阈值时，则认为该模块发生了注入饿死。

IPAE：当Starvation Detector检测出模块尝试向环状网络传送数据包失败的次数超过第一阈值，模块利用该装置向相连接的节点发送申请ITAG权限的请求，该权限用于向节点预约时隙槽，能够触发相连接的节点对环状网络上的slot进行预约；如果模块成功申请到该权限，则表明被节点成功预约的slot是被该模块预留的。当模块申请到权限后，则等待数据包传送至网络；如果模块没有成功申请到ITAG权限，则会继续申请，直到申请成功为止。

在本申请实施例中，模块包括：Starvation Detector和IPAE，可以通过Starvation Detector判断模块向网络主通路传送数据包失败的次数是否超过了阈值，当模块尝试向网络传送数据包失败的次数超过第一阈值时，则触发该模块通过IPAE向节点发送申请ITAG权限的请求，该ITAG权限用于预约目标时隙槽，以便于节点根据多个模块发送的ITAG权限的申请，对ITAG权限进行仲裁，确保与多个模块都能够实现对时隙槽的预约，解决多个模块争抢同一个节点的空slot造成的注入饿死问题。

请参阅图3，图3是本申请实施例公开的一种节点的结构示意图，该节点包括：注入标签权限仲裁装置(英文：ITAG Permission Arbitrator)，已添加注入标签时隙槽追踪器(ITAG Slot Tracker)以及环状网络时隙槽控制器(Ring Slot Controller)。

ITAG Permission Arbitrator：负责根据多个模块发送的ITAG权限的申请，对ITAG权限进行仲裁，确定将ITAG权限授权给其中一个模块。当某一个模块获得ITAG权限后，就一直拥有该权限，直到该模块成功向非缓冲网络注入数据包才释放该权限。在一个模块占用ITAG权限期间，本装置给所有新发起ITAG权限申请的模块发送申请失败的信息。本装置的仲裁可以采用轮询(Round-Robin,RR)的方式依次将权限授权给连接的多个模块中的一个，当连接的模块具有优先级时，也可以采用加权轮询的方式(Weight Round-Robin，WRR)，当然在实际应用中，本装置也可以采用其他的仲裁方式，此处不做限定。

在本申请实施例中，ITAG权限仲裁装置能够ITAG权限进行仲裁，在一定时间内，每个模块都可以获得ITAG权限，从而获得向环状网络注入数据包的机会，因此能够避免ITAG权限一直被某个模块占用，而其他模块一直无法注入数据，从而导致的注入饿死的问题。

ITAG Slot Tracker：当节点将ITAG权限授权给某一个模块后，负责在网络主通路上寻找slot并添加ITAG，该slot可以是网络主通路上没有被添加ITAG的slot。然后追踪被本节点添加ITAG的slot的位置，在该slot绕回该节点位置时，节点能够识别该slot是被自己预留的，这是因为所有的节点都可以在slot上添加ITAG，需要区分slot上的ITAG是被哪个节点添加的。

作为一种可选的实施方式，在高频场景下，本申请中ITAG Slot Tracker采用计数器加有效信号追踪已添加ITAG的slot，具体实现方式可以是：

如果数据包在非缓冲环状网络上转一圈需要N拍，则配置一个位的计数器，共需要个寄存器，该寄存器包括位计数器与1位的有效信号位。当一个节点给某个slot添加ITAG成功后，计数器开始计数，每个时钟周期加1，当计数器值为N-1时，将有效信号位置位为1，表明添加ITAG的slot将在下一个时钟周期到达该节点位置。

作为一种可选的实施方式，在低频场景下，本申请ITAG Slot Tracker直接在网络主通路上添加节点标识追踪已添加ITAG的slot，具体实现方式可以是：

如果网络主通路有N个节点，则在已添加ITAG的slot上添加位标识来表明添加ITAG的节点号，该标识可以是节点ID，每个节点每一个时钟周期都需要检查收到的slot是否被添加ITAG，并比较slot上的节点ID是否和自己匹配。如果slot上的节点ID是和自己匹配，则通知已获得ITAG权限的模块可以准备注入数据包，其中N为大于2的正整数。

由于采用移位寄存器追踪已添加ITAG的slot会出现资源消耗大、功耗高的问题。在高频场景下，本申请ITAG Slot Tracker采用计数器加有效信号追踪已添加ITAG的slot；在低频场景下，本申请ITAG Slot Tracker直接在网络主通路上添加节点标识追踪已添加ITAG的slot。本申请能够解决现有技术方案的技术缺陷，提高非缓冲网站网络的资源利用率，降低功耗，提高非缓冲网站网络的处理能力。

Ring Slot Controller：负责控制空slot完成注入数据包操作，或者将slot传输的数据包输出给外部模块。

请参阅图4，图4是本申请实施例公开的一种网络中控制数据传输的方法，本申请实施例可以在图1的应用场景下执行，该方法包括：

S401、第一模块尝试向网络注入数据包，并且失败的次数超过阈值。

上述步骤S401中第一模块是与节点相连接的多个模块中的任意一个，在图1的应用场景中，若节点是节点0，则第一模块具体可以是模块0或者模块8。

作为一种可选的实施方式，第一模块尝试向网络注入数据包，并且失败的次数超过阈值，有两种原因：一种是由于网络主通路上经过节点的slot一直被其他节点的数据包占用，所以第一模块一直无法成功将该数据包传送至网络；第二种是由于节点挂靠了多个模块，虽然节点不断的占有环状网络的slot，竞争失利的模块中也会一直无法成功向环状网络传送数据包。

作为一种可选的实施方式，上述步骤S401中第一模块包括：饿死检测器Starvation Detector，第一模块通过Starvation Detector检测该模块尝试向网络注入数据包失败的次数是否超过阈值，其中该阈值具体与环状网络的拓扑结构和节点数量有关，另外该阈值可以包括：第一阈值和第二阈值，当该模块尝试向网络传送数据包失败的次数超过第一阈值时，则触发该模块发送第一请求，当该模块尝试向网络注入数据包失败的次数超过第二阈值时，则认为该模块发生了注入饿死。

S402、第一模块向节点发送第一请求，申请获得ITAG权限。

上述步骤S402中节点的具体定义和解释可以参考图1的文字描述，该节点可以是图1的应该场景中的节点0、节点1或者其他节点。本申请实施例以单个节点连接两个模块进行举例说明，需要理解的是，在实际应用中，每个节点可以连接三个、四个或五个等等不同数目的模块，不仅限如此。

上述步骤S402中ITAG权限用于向节点预约slot，该slot用于存储待传输的数据包。如果模块成功申请到该权限，则表明被节点成功预约的slot是被该模块预留的。

作为一种可选的实施方式，上述步骤S402中第一模块包括：第一ITAG权限申请装置。第一模块向节点发送第一请求，申请获得ITAG权限，具体包括：第一模块向节点发送第一请求，该第一请求用于向节点申请获得ITAG权限。该步骤可以通过第一ITAG权限申请装置实现，其中，第一模块向节点申请ITAG权限是不断重复该申请操作直至获得该权限为止。

S403、第二模块尝试向网络注入数据包，并且失败的次数超过阈值。

上述步骤S403中第二模块是与节点相连接的多个模块中的任意与第一模块不同的一个模块。例如：在图1中，若节点是的节点0，第一模块是模块0，则第二模块具体可以是模块8。

作为一种可选的实施方式，第二模块尝试向网络注入数据包，并且失败的次数超过阈值，有两种原因：一种是由于网络主通路上经过节点的slot一直被其他节点的数据包占用，所以第二模块一直无法成功将该数据包传送至网络；第二种是由于节点挂靠了多个模块，虽然节点不断的占有环状网络的slot，竞争失利的模块中也会一直无法成功向环状网络传送数据包。

作为一种可选的实施方式，上述步骤S403中第二模块也包括：饿死检测器Starvation Detector，节点通过Starvation Detector检测第二模块尝试向网络注入数据包失败的次数是否超过阈值。该阈值的解释和设计方法，与步骤S401相同。

S404、第二模块向节点发送第二请求，申请获得ITAG权限。

作为一种可选的实施方式，上述S404步骤中第二模块包括：第二ITAG权限申请装置。其中第二模块向节点发送第二请求，申请获得ITAG权限，具体包括：第二模块向节点发送第二请求，该第二请求用于请求获得ITAG权限，以便于节点在网络主通路上寻找slot，并给该slot添加ITAG，从而实现对该slot的预约。其中，该slot可以是没有被添加标签的slot。需要注意的是，第二模块向节点申请ITAG权限是不断重复该申请操作直至获得该权限为止。

需要说明的是，上述步骤S402和步骤S404没有特定的时间先后顺序，可以是S402在前，也可以是S404在前，也可以是同时发生的。

S405、节点对第一模块和第二模块发送的ITAG权限的申请进行仲裁。

作为一种可选的实施方式，上述步骤S405中节点包括：ITAG权限仲裁装置，节点通过ITAG权限仲裁装置根据第一请求和第二请求，确定将该权限授权给第一模块或者第二模块，该节点可以采用轮询方式将权限依次授权给相连接的多个端口，例如：模块0和模块8同时向节点0，则ITAG权限仲裁装置第一次将该权限分配给模块0，第二次则将该权限分配给模块8。当连接的模块具有优先级时，第一请求包括第一优先级标识，第二请求包括第二优先级标识，节点根据第一优先级标识和第二优先级标识，从第一模块和第二模块中确定出较高优先级的模块，将注入标签的添加权限授权给上述优先级高的模块，这种仲裁方式也可以被称为加权轮询调度。当然在实际应用中，也可以采用其他的仲裁方式，不仅限如此。

S406、节点将ITAG权限授权给第一模块。

作为一种可选的实施方式，若节点将ITAG权限分配给第一模块，则通知第一模块获得该权限。

S407、节点向第二模块发送申请ITAG权限失败的消息。

作为一种可选的实施方式，若节点将ITAG权限分配给第一模块，则节点向第二模块发送申请ITAG权限失败的消息。

需要说明的是，上述步骤S406和S407没有特定的时间先后顺序，可以是步骤S406在前，也可以步骤S407在前，也可以是同时发生的。

S408、第二模块发送申请ITAG权限的请求。

可选的，第二模块的在接收到申请ITAG权限失败的消息之后，会通过ITAG权限申请装置继续给节点发送申请ITAG权限的请求，直至申请到该权限为止，而节点在没有将第一模块数据包成功注入环状网络之前，都无法释放ITAG权限，所以在此期间，第二模块会一直收到申请ITAG权限失败的消息。

S409、节点寻找时隙槽并添加ITAG，监控已添加ITAG的时隙槽的运行状态。

作为一种可选的实施方式，节点将ITAG的添加权限分配给第一模块之后，需要在网络上寻找slot，该slot是未被添加ITAG的时隙槽，并将ITAG成功添加在该slot上，完成对slot的预约操作。

作为一种可选的实施方式，在高频场景下时，本申请实施例中节点可以通过ITAGSlot Tracker监控已添加ITAG的slot的运行状态，其中ITAG Slot Tracker采用计数器加有效信号追踪已添加ITAG的slot，具体实现方式可以是：

如果slot在非缓冲环状网络上转一圈需要N个时钟周期，则配置一个位的计数器，共需要个寄存器，该寄存器包括位计数器与1位的有效信号。当节点给某个slot添加ITAG成功后，计数器开始计数，每个时钟周期，该计数器的值加1，当计数器的值为N-1时，置位有效信号为1，表明该slot将在下一个时钟周期到达该节点位置，其中N为大于2的正整数。

例如：当时钟频率超过2MHz时，slot在非缓冲环状网络上转一圈需要16拍，则添加一个4位的计数器，一共5个寄存器，该5个寄存器包括：4位计数器和1位的有效信号为，而移位寄存器需要16个寄存器。若网络上slot 0没有被添加ITAG，当节点0给slot 0添加ITAG成功后，开始计数，每个时钟周期加1，当计数器值变为15时，置位有效信号位为1，表明slot 0即将在下一个时钟周期到达节点0的位置。

作为一种可选的实施方式，在低频场景下，本申请实施例中节点可以通过ITAGSlot Tracker监控已添加ITAG的slot的运行状态，ITAG Slot Tracker直接在网络主通路上添加节点标识，该节点标识用于监控已添加ITAG的slot的运行状态，具体实现方式是：

如果网络主通路有N个节点，则在已添加ITAG的slot上添加位标识来表明添加ITAG的节点号，该标识可以是节点ID，每个节点每一拍都需要检查收到的slot是否被打ITAG，并比较slot上的节点ID是否和自己匹配。如果slot上的节点ID是和自己匹配，则通知第一模块可以准备注入数据包，其中N为大于2的正整数。

例如：网络上一共有16个节点，则需要添加4位标识来指明添加ITAG的节点号，节点0的标识为0000，节点1的标识为0001，节点2的标识为0002，如此类推。当slot被添加特定的4位标识，当slot在网络上运行时，能够被发现到底是哪个一个节点添加的ITAG。

由于采用移位寄存器追踪已添加ITAG的slot，会出现资源消耗大、功耗高的问题。在高频场景下，本申请实施例采用计数器加有效信号监控已添加ITAG的slot的运行状态；在低频场景下，本申请实施例直接在网络主通路上添加节点标识监控已添加ITAG的slot的运行状态。本申请实施例，能够提高非缓冲网站网络的资源利用率，降低功耗，提高非缓冲网站网络的处理能力。

S410、当已添加ITAG的slot完成上一次的传输任务并回到节点的位置，节点识别该slot，并通知第一模块注入数据包。

S411、第一模块向节点注入数据包。

作为一种可选的实施方式，当已添加ITAG的slot完成上一次的传输数据包任务并回到节点的位置，节点通过Ring Slot Controller占用该slot，并调度第一模块完成注入数据包的操作。然后，该携带新数据包的slot就可以重新绕环状网络运行，将数据包传送至目的节点，再由目的节点将数据包发送给相连接的目的模块，本申请实施例能够完成一个模块向另一个模块传送数据包的整个流程。

S412、节点释放ITAG权限。

作为一种可选的实施方式，当第一模块向节点成功注入数据包之后，节点释放ITAG权限。

S413、节点将ITAG权限授权给第二模块。

作为一种可选的实施方式，由于节点的ITAG权限仲裁装置采用RR的仲裁方式，当节点释放ITAG权限之后，由于第二模块一直在发起申请ITAG权限的请求，则节点通过ITAG权限仲裁装置将ITAG权限授权给第二模块。如果此时也有其他模块在申请ITAG权限，则向其他端口发送申请ITAG权限失败的消息，并重复S409至S411的操作，只是节点本次将添加ITAG的时隙槽是预留给第二模块的，当被添加ITAG的时隙槽完成上一次的传输任务回到节点位置时，第二模块向节点注入数据包。

在图4所描述的方法中，当第一模块和第二模块尝试向网络注入数据包失败的次数超过阈值时，第一模块和第二模块向相连接的节点发送申请获得注入标签权限的请求；节点可以根据多个模块发送的请求，对注入标签权限进行仲裁，确定将该权限授权给第一模块或者第二模块；然后节点在网络上寻找到时隙槽并添加注入标签，实现对时隙槽的预约，并通过计数器加有效信号，或者添加节点标识的方式，监控已添加注入标签的时隙槽的运行状态，等待该时隙槽完成上一次的传输任务并回到节点位置，节点调度被授权的模块完成注入数据包操作，并释放该注入标签权限，再将注入标签权限授权给另一个模块。通过实施本申请描述的方法，能够解决非缓冲环状网络中的注入饿死问题，并减少网络的资源开销和功耗，提高网络的传输能力。

请参阅图5，图5是本申请实施例公开的一种网络中控制数据传输的装置的结构示意图，可以用于执行本申请实施例公开的图4方法。如图5所示，该装置可以包括：

接收单元501，用于接收第一模块发送的第一请求和第二模块发送的第二请求，其中该第一请求用于第一模块请求获得注入标签权限，第二请求用于第二模块请求获得注入标签权限。

仲裁单元502，用于根据第一请求和第二请求确定将注入标签权限授权给第一模块或第二模块，具体可以通过图3中的ITAG Permission Arbitrator来实现。

其中，该注入标签权限用于预约时隙槽，该时隙槽用于存储待传输的数据包。

可选的，上述装置中，所述仲裁单元502具体用于：根据第一请求和第二请求，通过轮询的方式将添加注入标签的权限依次授权给第一模块和第二模块。

可选的，上述装置中，第一请求包括第一优先级标识，第二请求包括第二优先级标识；所述仲裁单元具体用于：

根据第一优先级标识和第二优先级标识，从第一模块和第二模块中确定出较高优先级的目标模块；将所述注入标签的权限授权给所述目标模块。

可选的，上述装置还包括：

添加标签单元503，用于在网络上寻找时隙槽，并给时隙槽添加注入标签，其中注入标签用于表示所述时隙槽被节点预留。

可选的，上述装置还包括：

监控单元504，用于监控已添加注入标签的时隙槽的运行状态，具体可以通过图3中ITAG slot Tracker来实现。

处理单元505，用于当该时隙槽完成上一次传输任务并回到所述节点位置，识别该时隙槽，并通知第一模块或第二模块注入数据包，具体可以通过图3中Ring SlotController来实现。

权限释放单元506，用于在处理单元504通知第一模块或第二模块注入数据包之后，释放该注入标签权限。

可选的，上述装置中，监控单元504具体用于：通过计数器和有效信号确定已被添加注入标签的时隙槽的运行状态，具体实现方式可以是：

若时隙槽在网络主通路上运行一圈需要N个时钟周期，则配置个寄存器，所述个寄存器包括：位的计数器和1位的有效信号，其中N为大于2的正整数。

该时隙槽被添加注入标签之后，计数器开始计数，每个时钟周期计数器的值加1。

当计数器的值为N-1时，监控单元504将所述有效信号置位为1。

其中，有效信号位为1指示着时隙槽将在下一个时钟周期到达源节点位置。

可选的，上述装置中，监控单元504具体用于：给已被添加注入标签的时隙槽添加节点标识，该节点标识用于监控该时隙槽的运行状态，具体实现方式可以是：

若网络的主通路包括N个节点，则为该时隙槽添加位标识，该位标识用于表示添加注入标签的节点号，其中N为大于2的正整数。

本申请所有实施例中的单元或子单元，可以集成在通用集成电路，例如CPU，也可以集成在专用集成电路中。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本申请实施例用户终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上对本申请实施例公开的一种网络中控制数据传输的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及装置；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的实施例，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (22)

1.一种网络中控制数据传输的方法，其特征在于，包括：

节点接收第一模块发送的第一请求,所述第一请求用于请求获得注入标签权限；

所述节点接收第二模块发送的第二请求，所述第二请求用于请求获得注入标签权限；

所述节点根据所述第一请求和所述第二请求，确定将所述注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块；

其中，所述注入标签权限用于预约时隙槽，所述时隙槽用于存储待传输的数据包。

2.根据权利要求1所述的方法，所述节点根据所述第一请求和所述第二请求，确定将所述注入标签的权限授权给所述第一模块或所述第二模块，包括：

所述节点根据所述第一请求和所述第二请求，通过轮询的方式将所述注入标签的权限授权给所述第一模块或所述第二模块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一请求包括第一优先级标识，所述第二请求包括第二优先级标识；

所述节点根据所述第一请求和所述第二请求，确定将所述注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块，包括：

所述节点根据所述第一优先级标识和所述第二优先级标识，从所述第一模块和所述第二模块中确定出较高优先级的目标模块；

所述节点将所述注入标签权限授权给所述目标模块。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在所述节点根据所述第一请求和所述第二请求，确定将所述注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块之后，还包括：

所述节点在网络上寻找所述时隙槽；

所述节点给所述时隙槽添加注入标签，所述注入标签用于表示所述时隙槽被所述节点预留。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述节点预约所述时隙槽之后，所述方法还包括：

所述节点监控所述时隙槽的运行状态；

当所述时隙槽完成上一次传输任务并回到所述节点位置，所述节点识别所述时隙槽，并通知所述第一模块或所述第二模块注入数据包；

所述节点释放所述注入标签权限。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述节点监控所述时隙槽的运行状态，包括：所述节点通过计数器和有效信号确定所述时隙槽的运行状态。

7.根据权利要求6所述的方法，所述节点通过计数器和有效信号确定所述时隙槽的运行状态，具体包括：

若所述时隙槽在网络主通路上运行一圈需要N个时钟周期，则所述节点配置个寄存器，所述个寄存器包括：位的计数器和1位的有效信号，其中N为大于2的正整数；

所述节点给所述时隙槽添加注入标签之后，所述计数器开始计数，每个时钟周期所述计数器的值加1；

当所述计数器的值为N-1时，所述节点将所述有效信号置位为1；

其中，所述有效信号位为1指示着所述时隙槽将在下一个时钟周期到达所述节点的位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述节点监控所述时隙槽的运行状态，还包括：

所述节点给所述时隙槽添加节点标识，所述节点标识用于监控所述时隙槽的运行状态。

9.根据权利要求8所述的方法，所述节点给所述时隙槽添加节点标识，包括：

若所述网络的主通路包括N个节点，则所述节点为所述时隙槽添加位标识，所位标识用于表示添加注入标签的节点号，其中N为大于2的正整数。

10.一种网络中控制数据传输的装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收第一模块发送的第一请求和第二模块发送的第二请求，其中所述第一请求用于请求获得注入标签权限，所述第二请求用于请求获得注入标签权限；

仲裁单元，用于根据所述第一请求和所述第二请求，确定将所述注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块；

其中，所述注入标签权限用于预约时隙槽，所述时隙槽用于存储待传输的数据包。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述仲裁单元具体用于：

根据所述第一请求和所述第二请求，通过轮询的方式将所述注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一请求包括第一优先级标识，所述第二请求包括第二优先级标识；

所述仲裁单元具体用于：

根据所述第一优先级标识和所述第二优先级标识，从所述第一模块和所述第二模块中确定出较高优先级的目标模块；

按照将所述注入标签的权限授权给所述目标模块。

13.根据权利要求10至12任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

添加标签单元，在网络上寻找所述时隙槽，给所述时隙槽添加注入标签，所述注入标签用于表示所述时隙槽被所述节点预留。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

监控单元，用于监控所述已添加注入标签的时隙槽的运行状态；

处理单元，用于当所述时隙槽完成上一次传输任务并回到所述节点位置，识别所述时隙槽，并通知所述第一模块或所述第二模块注入数据包；

权限释放单元，用于在所述处理单元通知所述第一模块或所述第二模块注入数据包之后，释放所述注入标签权限。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述监控单元具体用于：

通过计数器和有效信号确定所述时隙槽的运行状态。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述监控单元具体用于：

若所述时隙槽在网络主通路上运行一圈需要N个时钟周期，则配置个寄存器，所述个寄存器包括：位的计数器和1位的有效信号，其中N为大于2的正整数；

所述时隙槽被添加注入标签之后，所述计数器开始计数，每个时钟周期所述计数器的值加1；

当所述计数器的值为N-1时，所述监控单元将所述有效信号置位为1；

其中，所述有效信号位为1指示着所述时隙槽将在下一个时钟周期到达源节点位置。

17.根据权利要求16所述的装置，所述监控单元还具体用于：

给所述时隙槽添加节点标识，所述节点标识用于监控所述时隙槽的运行状态。

18.根据权利要求17所述的装置，所述监控单元还具体用于：

若所述网络的主通路包括N个节点，则为所述时隙槽添加位标识，所述位标识用于表示添加注入标签的节点号，其中N为大于2的正整数。

19.一种片上网络系统，所述片上网络系统包括：环状网络，以及多个节点，每个节点与至少一个模块接口，所述多个节点用于为与其接口的模块占用所述环状网络的时隙槽，所述模块通过所述时隙槽向所述环状网络上传数据，所述多个节点中存在第一节点，所述第一节点与第一模块及第二模块接口，所述第一模块向所述第一节点发送第一请求，所述第二模块向所述第一节点发送第二请求，所述节点根据所述第一请求或第二请求向环状网络预约时隙槽。

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述节点还用于：

根据所述第一请求和所述第二请求，确定将注入标签权限授权给所述第一模块或所述第二模块，该注入标签权限用于向节点预约所述时隙槽。

21.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述节点具体用于：

根据所述第一请求和所述第二请求，通过轮询的方式将所述注入标签的权限授权给所述第一模块或所述第二模块。

22.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述第一请求包括第一优先级标识，所述第二请求包括第二优先级标识；

所述节点具体用于：根据所述第一优先级标识和所述第二优先级标识，从所述第一模块和所述第二模块中确定出较高优先级的模块；将所述注入标签权限授权给所述较高优先级的模块。