CN113014497B - 用于通道均衡传输的路由节点 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于通道均衡传输的路由节点，多端口数据输入模块配置成输入数据，输入数据包括通道选择信息，路由计算模块连接多通道模块、交叉开关分配模块和通道分配模块，交叉开关连接多通道模块和多端口数据输出模块，交叉开关将多通道模块中的数据发送至多端口数据输出模块，通道分配模块一端连接多通道模块，一端连接数据流控制模块，一端连接路由计算模块，多端口数据输出模块连接交叉开关以输出数据，输出数据包括通道选择信息，通道选择信息由通道分配模块生成以选择数据进入的输出通道，输出通道为下级路由节点的多通道模块中的一个通道，通道均衡由通道分配模块负责。
Description
技术领域
本发明涉及芯片数据传输网络技术领域，特别是一种用于通道均衡传输的路由节点。
背景技术
随着人工智能算法不断更新，在神经网络处理器的硬件实现过程中，采用了多个处理核心，甚至众多处理核心的设计。这对芯片上的数据传输网络也提出了性能和面积的要求。
现有的芯片内数据传输网络中，数据从前一级路由出口进入当前路由，按分配的通道进入路由缓存，在路由中分配下级路由的通道，进入下级路由后，按分配的通道进入下级路由缓存。这已经不能满足芯片需要，在典型工况下，保证性能的同时降低面积消耗，对芯片的设计有着积极的意义。
背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于通道均衡传输的路由节点，保证性能的同时降低面积消耗。本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
一种用于通道均衡传输的路由节点，其包括，
多端口数据输入模块，其配置成输入数据，所述输入数据包括通道选择信息，
多通道模块，其连接所述多端口数据输入模块，所述多通道模块包括多个数据缓冲区，一个数据缓冲区被称为一个输入通道，
路由计算模块，其连接所述多通道模块、交叉开关分配模块和通道分配模块，
交叉开关，其连接多通道模块和多端口数据输出模块，所述交叉开关将多通道模块中的数据发送至多端口数据输出模块，
交叉开关分配模块，其一端连接所述路由计算模块，另一端连接且控制交叉开关，交叉开关分配模块经由端口连接数据流控制模块，
通道分配模块，其一端连接所述多通道模块，一端连接数据流控制模块，一端连接通道分配模块，
数据流控制模块，其连接所述多通道模块和交叉开关，
多端口数据输出模块，其连接所述交叉开关以输出数据，所述输出数据包括通道选择信息，所述通道选择信息由通道分配模块生成以选择数据进入的输出通道，所述输出通道为下级路由节点的多通道模块中的一个通道。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点中，所述通道分配模块包括，
输入仲裁器，其基于多通道请求选择端口和输入通道，
输出通道分配仲裁器，其连接所述输入仲裁器，所述输出通道分配仲裁器基于所述端口和下一级的用于描述所述多通道模块中的通道是否可被上级路由节点使用的可用通道信息以选择输出通道。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点中，输入仲裁器包括第一固定优先级仲裁电路，输出通道分配仲裁器包括第二固定优先级仲裁电路，输出通道选择与输出通道分配的连接采用固定交叉方式连接，输出通道分配仲裁器的输入与下一级可用通道信息采用固定交叉方式连接。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点中，多个所述路由节点组成路由网络。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点中，所述路由网络为有阻塞网络。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点中，所述路由网络包括mesh型路由网络、ring型路由网络或Torus型路由网络。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点中，所述通道分配模块的输入为多通道请求，其输出通道选择为多选一通道选择。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点中，所述交叉开关为数据交换模块以将所述输入数据输送到所述多端口数据输出模块中的对应端口。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点中，多通道请求为多通道模块对输出端口之一的数据发送请求；数据进入路由节点时，通道选择信息作用于多通道模块，选择输入通道之一作为包含通道选择信息的数据的目标位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述的一种用于通道均衡传输的路由节点降低了数字逻辑数量，芯片面积可以更小，并保证典型工况下的数据交换效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1是根据本发明一个实施例的一种用于通道均衡传输的路由节点的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的一种用于通道均衡传输的路由节点的通道分配模块的示意图；
图3是根据本发明一个实施例的一种包括通道分配模块的用于通道均衡传输的路由节点的示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图1至图3更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
为了更好地理解，如图1所示，一种用于通道均衡传输的路由节点，其包括，
多端口数据输入模块，其配置成输入数据，所述输入数据包括通道选择信息，
多通道模块，其连接所述多端口数据输入模块，所述多通道模块包括多个数据缓冲区，一个数据缓冲区被称为一个输入通道，
路由计算模块，其连接所述多通道模块、交叉开关分配模块和通道分配模块，
交叉开关，其连接多通道模块和多端口数据输出模块，所述交叉开关将多通道模块中的数据发送至多端口数据输出模块，
交叉开关分配模块，其一端连接所述路由计算模块，另一端连接且控制交叉开关，交叉开关分配模块经由端口连接数据流控制模块，
通道分配模块，其一端连接所述多通道模块，一端连接数据流控制模块，一端连接通道分配模块，
数据流控制模块，其连接所述多通道模块和交叉开关，
多端口数据输出模块，其连接所述交叉开关以输出数据，所述输出数据包括通道选择信息，所述通道选择信息由通道分配模块生成以选择数据进入的输出通道，所述输出通道为下级路由节点的多通道模块中的一个通道。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点中，所述通道分配模块包括，
输入仲裁器，其基于多通道请求选择端口和输入通道，
输出通道分配仲裁器，其连接所述输入仲裁器，所述输出通道分配仲裁器基于所述端口和下一级的用于描述所述多通道模块中的通道是否可被上级路由节点使用的可用通道信息以选择输出通道。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点的优选实施例中，输入仲裁器包括第一固定优先级仲裁电路，输出通道分配仲裁器包括第二固定优先级仲裁电路，输出通道选择与输出通道分配的连接采用固定交叉方式连接，输出通道分配仲裁器的输入与下一级可用通道信息采用固定交叉方式连接。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点的优选实施例中，多个所述路由节点组成路由网络。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点的优选实施例中，所述路由网络为有阻塞网络。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点的优选实施例中，所述路由网络包括mesh型路由网络、ring型路由网络或Toms型路由网络。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点的优选实施例中，所述通道分配模块的输入为多通道请求，其输出通道选择为多选一通道选择。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点的优选实施例中，所述交叉开关为数据交换模块以将所述输入数据输送到所述多端口数据输出模块中的对应端口。
所述的一种用于通道均衡传输的路由节点的优选实施例中，多通道请求为多通道模块对输出端口之一的数据发送请求；数据进入路由节点时，通道选择信息作用于多通道模块，选择输入通道之一作为包含通道选择信息的数据的目标位置。
参见图1，在一个实施例中，本公开所使用的一种路由节点包括：
路由计算模块，多通道模块，交叉开关分配模块，通道分配模块，数据流控制模块，数据输入和数据输出。其中：
所述路由节点模块中，输入为多端口输入，输出为多端口输出，其输入输出的多个端口用于组建其路由网络；路由节点的数据输入和数据输出的数据中包含通道选择信息。
所述路由网络可以是任何拓扑结构的网络。
所述通道指数量大于或等于2的数据缓冲区。
所述交叉开关为数据交换模块，用于将对应输入端口数据输送到对应输出端口，由交叉开关分配模块控制。
优选的，所述路由网络为所述路由节点所组成的不同拓扑结构的PACKET SWITCH型网络。
优选的，所述路由节点的输入为多端口输入，输出为多端口输出，其输入输出的多端口用于组建所述路由网络；路由节点的数据输入和数据输出的数据中包含通道选择信息。
优选的，路由网络拓扑结构包括：mesh型路由网络，ring路由网络，Torus型网络以及其他有阻塞和有多个缓冲通道的网络。
优选的，所述通道指数量大于或等于2的数据缓冲区。
所述交叉开关为数据交换模块，用于将对应输入端口数据输送到对应输出端口，由交叉开关分配模块控制。
所述通道分配的输入为多通道请求，输出通道选择为多选一通道选择。输入通道选择为多选一通道选择。
通道分配中：多通道请求，为多个缓冲区对输出端口之一的数据发送请求；输入通道选择作用于所述通道中的存储的数据，选择通道之一中的数据作为处理目标；输出通道选择作用于所述网络中，与当前节点相连接的相邻路由节点的与当前节点相连接的端口内对应的通道，当数据输出到所述相邻路由节点时，数据进入所述的通道之一，数据中的通道选择信息用于选择进入的通道；输出通道分配用于生成输出通道选择信息。下一级通道信息为路由路径中下个节点中的通道可用情况，为nHot信号。
所述通道分配系统，其中：输入仲裁器使用本公开中选定的第一固定优先级仲裁电路，输出通道分配使用本公开中选定的第二固定优先级仲裁电路，输出通道选择与输出通道分配的连接采用本公开中的固定交叉连接方式连接。
参见图2，在一个实施例中，本公开使用的一个对应单个端口的通道分配模块，其输入为多通道请求，输出通道选择为多选一通道选择。输入通道选择为多选一通道选择。多通道请求为多个缓冲区对输出端口之一的数据发送请求；输入通道选择作用于中所述通道中的存储的数据，选择通道之一中的数据作为处理目标；输出通道选择作用于所述网络中，与当前节点相连接的相邻路由节点的与当前节点相连接的端口内对应的通道，当数据输出到所述相邻路由节点时，数据进入所述的通道之一，数据中的通道选择信息用于选择进入的通道；输出通道分配用于生成输出通道选择信息。
参见图3，在一个实施例中，具有4个通道，对应多通道请求即图中nHot请求，其中n为通道的数量。输入仲裁和输出通道分配所使用的电路模块为固定优先级仲裁。图中可见，输出通道分配的仲裁器的输入，为nHot下一级通道信息进行交叉后得到。通过交叉后得到的输入信号仲裁得出最终的输出通道选择信号。显而易见，这种交叉使用在固定优先级的仲裁器，使得其均衡性更加良好，同时此方法对比使用两个轮询优先级的仲裁器，片上面积消耗会更小。
本发明的连接方法配合通道的仲裁分配，可以在多种不同工况下不牺牲性能的同时降低路由节点的逻辑资源占用。
工业实用性
本发明所述的一种用于通道均衡传输的路由节点可以在芯片数据传输领域制造并使用。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
Claims (6)
1.一种用于通道均衡传输的路由节点，其特征在于，其包括，
多端口数据输入模块，其配置成输入数据，所述输入数据包括通道选择信息，
多通道模块，其连接所述多端口数据输入模块，所述多通道模块包括多个数据缓冲区，一个数据缓冲区被称为一个输入通道，
路由计算模块，其连接所述多通道模块、交叉开关分配模块和通道分配模块，
交叉开关，其连接多通道模块和多端口数据输出模块，所述交叉开关将多通道模块中的数据发送至多端口数据输出模块，
交叉开关分配模块，其一端连接所述路由计算模块，另一端连接且控制交叉开关，交叉开关分配模块经由端口连接数据流控制模块，
通道分配模块，其一端连接所述多通道模块，一端连接数据流控制模块，一端连接通道分配模块，
数据流控制模块，其连接所述多通道模块和交叉开关，
多端口数据输出模块，其连接所述交叉开关以输出数据，所述输出数据包括通道选择信息，所述通道选择信息由通道分配模块生成以选择数据进入的输出通道，所述输出通道为下级路由节点的多通道模块中的一个通道,
所述通道分配模块包括，
输入仲裁器，其基于多通道请求选择端口和输入通道，
输出通道分配仲裁器，其连接所述输入仲裁器，所述输出通道分配仲裁器基于所述端口和下一级的用于描述所述多通道模块中的通道是否可被上级路由节点使用的可用通道信息以选择输出通道, 所述通道分配模块的输入为多通道请求，其输出通道选择为多选一通道选择，所述通道指数量大于或等于2的数据缓冲区, 输入仲裁器包括第一固定优先级仲裁电路，输出通道分配仲裁器包括第二固定优先级仲裁电路，输出通道选择与输出通道分配的连接采用固定交叉方式连接，输出通道分配仲裁器的输入与下一级可用通道信息采用固定交叉方式连接。
2.如权利要求1所述的一种用于通道均衡传输的路由节点，其中，多个所述路由节点组成路由网络。
3.如权利要求2所述的一种用于通道均衡传输的路由节点，其中，所述路由网络为有阻塞网络。
4.如权利要求2所述的一种用于通道均衡传输的路由节点，其中，所述路由网络包括mesh型路由网络、ring型路由网络或Torus型路由网络。
5.如权利要求1所述的一种用于通道均衡传输的路由节点，其中，所述交叉开关为数据交换模块以将所述输入数据输送到所述多端口数据输出模块中的对应端口。
6.如权利要求1所述的一种用于通道均衡传输的路由节点，其中，多通道请求为多通道模块对输出端口之一的数据发送请求；数据进入路由节点时，通道选择信息作用于多通道模块，选择输入通道之一作为包含通道选择信息的数据的目标位置。
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