CN117242326A - 一种交换芯片及供电方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种交换芯片及供电方法，涉及通信技术领域，用于降低该交换芯片的功耗。该交换芯片包括：交换总线、以及与该交换总线耦合的多个交换分片，即该交换总线在该多个交换分片中的不同交换分片之间、和/或同一交换分片的不同接口之间建立转发通路；其中，该多个交换分片中的每个交换分片包括交换单元和电压频率单元；该交换单元，用于通过该交换总线进行数据交换；该电压频率单元，用于单独为该交换单元提供工作电压和工作频率。

Description

一种交换芯片及供电方法 技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种交换芯片及供电方法。

背景技术

随着通信网络中用户数据的不断增加，通信网络也变得越来越复杂，需要通过交换机实现不同网络节点之间的通信，而交换芯片作为交换机中的交换硬件，工作在开放式系统互联(open system interconnection，OSI)参考模型的数据链路层和网络层，可用于实现网络报文、流量或数据的封装和转发，以为接入该交换机的任意两个网络节点之间提供独享的转发通路。

现有技术中提供了一种交换芯片，该交换芯片采用集中式的交叉矩阵(crossbar)或共享缓存(share memory)来实现数据的交换，如图1中的(a)所示，该集中式的交叉矩阵或共享缓存设置在芯片中间，用于接收和发送数据的串行(serdes)接口设置在该交换芯片的外围，以及用于分别对数据进行编解码和处理的物理编码子层(physical coding sublayer，PCS)和处理单元设置在串行接口与交叉矩阵或共享缓存之间。图1中(b)示出了该网络交换芯片的逻辑图，该串行接口包括多个输入接口(表示为接口11至接口1n)和多个输出接口(表示为接口21至接口2n)，PCS可以包括多个接收侧(receiver，RX)PCS(表示为RXPCS1至RXPCSn)和多个发送侧(transmitter)PCS(表示为TXPCS1至TXPCSn)，处理单元可以包括多个输入处理(input process)单元(表示为IP1至IPn)和多个输出处理(output process，OP)单元(表示为OP1至OPn)。在进行数据交换时，以接口11接收到的数据交换至接口2n输出为例，该接口11接收到的数据流在依次经过RXPCS1的解码和IP1的处理后被传输至该交叉矩阵或共享缓存，该交叉矩阵或共享缓存对该数据流进行数据交换，交换后的数据流再依次通过OPn的处理和TXPCSn的编码后从接口2n输出。

上述采用集中式的交叉矩阵或共享缓存的交换芯片，通常采用单电源电压供电方式，在不同业务场景或者不同负载的情况下，都会通过统一的电源电压对整个交换芯片进行供电，从而导致该交换芯片的功耗较大。

发明内容

本申请提供一种交换芯片及供电方法，用于在不同业务场景或者不同负载的情况下，降低该交换芯片的功耗。

第一方面，提供一种交换芯片，该交换芯片包括：交换总线、以及与该交换总线耦合的多个交换分片，即该交换总线在该多个交换分片中的不同交换分片之间、和/或同一交换分片的不同接口之间建立转发通路；其中，该多个交换分片中的每个交换分片包括交换单元和电压频率单元；该交换单元，用于通过该交换总线进行数据交换；该电压频率单元，用于单独为该交换单元提供工作电压和工作频率。

上述技术方案中，该多个交换分片中的每个交换分片均包括交换单元和电压频率单元，该交换单元可通过该交换总线实现该交换分片的数据交换功能，该电压频率单元可用 于在该交换单元工作时为该交换单元提供工作电压和工作频率，即每个交换分片可以认为是一个小型的交换芯片，每个交换分片中的电压频率单元可以根据该交换分片中交换单元的工作状态提供相应的工作电压和工作频率，从而当该交换分片工作在不同业务场景或不同负载下时，可以使用不同的工作电压和工作频率进行工作，进而使得该交换芯片可以满足不同业务场景和不同负载下的供电需求，从而降低了该交换芯片的功耗。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该交换单元还用于：根据预设速率确定第一电压频率指示信息，该预设速率可以是事先配置的，比如，该预设速率可以是根据该交换分片的带宽进行配置；该电压频率单元还用于：根据该第一电压频率指示信息设置该交换单元的工作电压和工作频率。可选的，该预设速率是根据该交换分片的带宽配置的。上述可能的实现方式中，当该交换单元开始工作时，该交换单元通过根据预设速率确定第一电压频率指示信息，该电压频率单元根据该第一电压频率指示信息设置该交换单元的工作电压和工作频率，可以提高该交换单元的工作电压和工作频率设置的准确性和合理性，从而降低了该交换芯片的功耗。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该交换单元还用于：获取该交换分片的交换数据量，并根据该交换数据量确定第二电压频率指示信息，该交换数据量可以包括需要通过该交换分片交换的数据量的总和，也可以包括该交换分片中累积的待交换的数据量的总和；该电压频率单元还用于：根据该第二电压频率指示信息调节该交换单元的工作电压和工作频率。上述可能的实现方式中，当该交换单元的工作电压和工作频率过大或过小，与该交换单元的工作状态不匹配时，该交换单元通过确定与当前的交换数据量对应的第二电压频率指示信息，该电压频率单元根据该第二电压频率指示信息调节该交换单元的工作电压和工作频率，可以使得该交换单元的工作电压和工作频率可以自适应地跟随该交换单元的工作状态的变化而变化，从而进一步降低了该交换芯片的功耗。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该交换单元还用于：根据该交换数据量查询预设对应关系，以获取该第二电压频率指示信息；其中，该预设对应关系用于指示多个预设数据量范围中的每个预设数据量范围对应的电压频率指示信息，该第二电压频率指示信息为该交换数据量所在的预设数据范围对应的电压频率指示信息。上述可能的实现方式中，提供了一种简单、有效地确定该第二电压频率指示信息的方式。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该交换单元包括多个输入接口、输入缓冲器和第一处理单元；该输入缓冲器，用于缓存该交换分片通过该多个输入接口接收到的上行数据；该第一处理单元，用于获取该输入缓冲器中累积的第一数据量，并在该第一数据量大于预设阈值时，根据该第一数据量获取第三电压频率指示信息；该电压频率单元还用于：根据该第三电压频率指示信息调节该第一处理单元的工作电压和工作频率。上述可能的实现方式中，当该交换单元用于接收上行数据时，该交换单元中的第一处理单元通过根据该输入缓冲器中累积的第一数据量获取第三电压频率指示信息，该电压频率单元根据该第三电压频率指示信息调节该第一处理单元的工作电压和工作频率，从而使得该第一处理单元的工作电压和工作频率可以自适应地跟随该交换单元的接收侧工作状态的变化而变化，从而进一步降低了该交换芯片的功耗。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该交换单元还包括多个输出接口和第二处理单元；该第二处理子单元，用于获取该多个输出接口对应的待发送的第二数据量，并根据该 第二数据量获取第四电压频率指示信息；该电压频率单元，还用于根据该第四电压频率指示信息调节该第二处理单元的工作电压和工作频率。上述可能的实现方式中，当该交换单元用于输出下行数据时，该交换单元中的第二处理单元通过根据该多个输出接口对应的待发送的第二数据量获取第四电压频率指示信息，该电压频率单元根据该第四电压频率指示信息调节该第二处理单元的工作电压和工作频率，从而使得该第二处理单元的工作电压和工作频率可以自适应地跟随该交换单元的发送侧工作状态的变化而变化，从而进一步降低了该交换芯片的功耗。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该电压频率单元包括电源单元和时钟分频器；该电源单元，用于单独为该交换单元提供工作电压或者单独产生该交换单元的工作电压；该时钟分频器，用于单独为该交换单元提供工作频率或者单独产生该交换单元的工作频率。可选的，当该交换单元不工作时，该电源单元和该时钟分频器也可以不工作，即不再为该交换单元提供工作电压和工作频率。上述可能的实现方式中，该电压频率单元可以通过电源单元和时钟分频器为该交换单元分开提供工作电压和工作频率，从而提高设计灵活性。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该电源单元包括控制单元和供电单元；该控制单元，用于控制该供电单元产生该交换单元的工作电压。在实际应用中，该电源单元中可以包括多个供电单元，该多个供电单元可以通过分区供电的方式为其所在的交换分片进行供电，这样该多个供电单元可以实现灵活数量的集成，且该多个供电单元可拼接呈集中式供电单元结构。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该电源单元为片上低压线性稳压器OCLDO。通过使用该OCLDO为该交换单元提供工作电压时，可以实现该工作电压的快速调节，通常该OCLDO可在1微秒(us)内完成调压，从而大大提高了电压调节速度。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该电源单元可以与外部电源连接，该电源单元可以将外部电源提供的输出电压转换为该交换单元的工作电压，该交换总线可以直接通过外部电源供电该交换总线通过外部电源供电。上述可能的实现方式中，该交换芯片只需使用一个统一的外部电源，从而与板级的电源可以设计为同一电源，即板级的电源不感知该交换芯片中的电源设计。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该多个交换分片呈分布式设置；示例性的，该多个交换分片呈矩阵式排列，该交换总线包括第一交换总线和第二交换总线，该多个交换分片中任意相邻的两行交换分片与该第一交换总线耦合，该多个交换分片中任意相邻的两列交换分片与该第二交换总线耦合。上述可能的实现方式中，该多个交换分片2呈分布式设置，这样可以支持灵活数量的扩展，同时支持更细粒度的调压调频的设计。

在第一方面的一种可能的实现方式中，该多个交换分片位于该交换芯片的至少一金属层中，该交换总线为片上交换总线。上述可能的实现方式中，当该多个交换分片位于该交换芯片的至少两层金属层时，可以减小该多个交换分片的面积。

第二方面，提供一种交换芯片的供电方法，该交换芯片包括：交换总线、以及与该交换总线耦合的多个交换分片，即该交换总线在该多个交换分片中的不同交换分片之间、和/或同一交换分片的不同接口之间建立转发通路；其中，该多个交换分片中的每个交换分片包括交换单元和电压频率单元，该方法包括：该交换单元通过该交换总线进行数据交换； 该电压频率单元提供该交换单元的工作电压和工作频率。

在第二方面的一种可能的实现方式中，该电压频率单元单独为该交换单元提供工作电压和工作频率之前，该方法还包括：该交换单元根据预设速率确定第一电压频率指示信息，该预设速率可以是事先配置的，比如，该预设速率可以是根据该交换分片的带宽进行配置；该电压频率单元提供该交换单元的工作电压和工作频率，包括：该电压频率单元根据该第一电压频率指示信息设置该交换单元的工作电压和工作频率。可选的，该预设速率是根据该交换分片的带宽配置的。

在第二方面的一种可能的实现方式中，该电压频率单元单独为该交换单元提供工作电压和工作频率之前，该方法还包括：该交换单元获取该交换分片的交换数据量，并根据该交换数据量确定第二电压频率指示信息，该交换数据量可以包括需要通过该交换分片交换的数据量的总和，也可以包括该交换分片中累积的待交换的数据量的总和；该电压频率单元提供该交换单元的工作电压和工作频率，包括：该电压频率单元根据该第二电压频率指示信息调节该交换单元的工作电压和工作频率。

在第二方面的一种可能的实现方式中，该交换单元根据该交换数据量确定第二电压频率指示信息，包括：根据该交换数据量查询预设对应关系，以获取该第二电压频率指示信息；其中，该预设对应关系用于指示多个预设数据量范围中的每个预设数据量范围对应的电压频率指示信息，该第二电压频率指示信息为该交换数据量所在的预设数据范围对应的电压频率指示信息。

在第二方面的一种可能的实现方式中，该交换单元包括多个输入接口、输入缓冲器和第一处理单元，该方法还包括：该输入缓冲器缓存该交换分片通过该多个输入接口接收到的上行数据；该第一处理单元获取该输入缓冲器中累积的第一数据量，并在该第一数据量大于预设阈值时，根据该第一数据量获取第三电压频率指示信息；该电压频率单元根据该第三电压频率指示信息调节该第一处理单元的工作电压和工作频率。

在第二方面的一种可能的实现方式中，该交换单元还包括多个输出接口和第二处理单元，该方法还包括：该第二处理子单元获取该多个输出接口对应的待发送的第二数据量，并根据该第二数据量获取第四电压频率指示信息；该电压频率单元根据该第四电压频率指示信息调节该第二处理单元的工作电压和工作频率。

在本申请的又一方面，提供一种交换设备，该交换设备包括交换芯片，该交换芯片包括上述第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式所提供的交换芯片。

在本申请的又一方面，提供一种交换系统，该交换系统包括多个交换设备，该多个交换设备中的每个交换设备包括上述第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式所提供的交换芯片。

在本申请的又一方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当该指令在设备上运行时，使得该设备执行上述第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式所提供的交换芯片的供电方法。

在本申请的又一方面，提供一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在设备上运行时，使得该设备执行上述第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式所提供的交换芯片的供电方法。

可以理解地，上述提供的任一种供电方法、交换设备、交换系统、计算机可读存储介 质和计算机程序产品，其所能达到的有益效果可对应参考上文所提供的交换芯片中的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为现有技术提供的一种交换芯片的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种数据通信网络的架构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种n×n的交换系统的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种交换芯片的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电压频率单元的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种交换芯片的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种交换芯片的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种调节工作电压和工作频率的示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种交换芯片的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种交换芯片的供电方法的流程示意图；

图11为本申请实施例提供的另一种交换芯片的供电方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a、b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。另外，在本申请的实施例中，“第一”、“第二”等字样并不对数量和次序进行限定。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

随着通信网络中用户数据的不断增加，通信网络也变得越来越复杂，需要通过交换机实现不同网络节点之间的通信，而交换芯片作为交换机中的交换硬件，工作在开放式系统互联(open system interconnection，OSI)参考模型的数据链路层和网络层，可用于实现网络报文、流量或数据的封装和转发，以为接入该交换机的任意两个网络节点之间提供独享的转发通路。

目前，大多数交换芯片都采用集中式的交叉矩阵(crossbar)或共享缓存(share memory)来实现数据的交换。如图1中的(a)所示，该集中式的交叉矩阵或共享缓存设置在该交换芯片中间，用于接收和发送数据的串行(serdes)接口设置在该交换芯片的外围，以及用于分别对数据进行编解码和处理的物理编码子层(physical coding sublayer，PCS)和处理单元设置在串行接口与交叉矩阵或共享缓存之间。这种采用集中式的交叉矩阵或共享缓存的交换芯片，通常采用单电源电压供电方式，在不同业务场景或者不同负载的情况下，都 会通过统一的电源电压对整个交换芯片进行供电，从而导致该交换芯片的功耗较大。

基于此，本申请实施了提供一种交换芯片，该交换芯片可以为交换机或路由器等交换设备或者上述交换设备内置的芯片，该交换芯片包括多个交换分片(tile)，每个交换分片具有独立的工作电压和工作频率，可以满足不同业务场景和不同负载下的供电需求，从而降低了该交换芯片的功耗。

本申请提供的交换芯片可以应用于数据通信网络中，一种典型的数据通信网络的架构可以为包括三个交换层(即包括接入层、汇聚层和核心层)的组网模式，也可以为包括两个交换层(即包括接入层和核心层)的组网模式。数据通信网络中的每个交换层中都可以包括多个节点，比如，接入层可以包括多个接入(access)节点，汇聚层中包括多个汇聚(aggregation)节点，核心层包括多个核心(core)节点。可选的，接入节点和汇聚节点可以均为电交换节点(也可以称为E节点)，核心节点中可以同时包括电交换节点和光交换节点(也可以称为O节点)。

其中，当数据通信网络的架构为包括三个交换层的组网模式时，接入节点的下行接口与需要进行数据流量交换的服务器连接，其上行接口与汇聚节点的下行接口连接，汇聚节点的上行接口与核心节点连接。汇聚层和接入层可以被划分为多个群组(Pod)，一个Pod中可以包括多个接入节点和多个汇聚节点，且每个接入节点与多个汇聚节点全连接。此外，核心层中的多个核心节点可以被划分为多个核心平面，每个核心平面分别和各Pod中的不同汇聚节点连接；或者，核心层中的多个核心节点不划分核心平面，核心层中的电交换节点与所有的汇聚节点连接，光交换节点各自连接部分或者全部的汇聚节点。

当数据通信网络的架构为包括两个交换层的组网模式时，接入节点的下行接口与需要进行数据流量交换的服务器连接，其上行接口直接与核心节点连接。接入层可以被划分为多个群组(Pod)，一个Pod中可以包括多个接入节点。此外，核心层中的多个核心节点可以被划分为多个核心平面，每个核心平面分别和各Pod中的不同接入节点连接；或者，核心层中的多个核心节点不划分核心平面，核心层中的电交换节点与所有的接入节点连接，光交换节点各自连接部分或者全部的接入节点。

本申请实施例以数据通信网络的架构为包括三个交换层的混合组网模式，且核心层被划分为多个核心平面为例进行说明。图2为一种数据通信网络的架构示意图，参见图2，该数据通信网络中包括接入层、汇聚层和核心层。

图2中仅以数据通信网络包括3个Pod，一个Pod内包括3个接入节点和4个汇聚节点，每个核心平面包括两个核心节点为例进行说明。图2中的接入节点可以表示为A1～A9，汇聚节点可以表示为B1～B12，核心节点可以表示为C1～C8(C1、C3、C5和C7为电交换节点，C2、C4、C6和C8为光交换节点)，3个Pod分别表示为P1～P3。

其中，当一个Pod内不同接入节点连接的服务器之间进行数据流量交换时，可以通过与接入节点在同一Pod内的汇聚节点实现，比如，接入节点A1和接入节点A3连接的服务器需要进行数据流量交换，则接入节点A1可以通过汇聚节点B1将其连接的服务器的数据流发送给接入节点A3。当不同Pod内的接入节点连接的服务器之间进行数据流量交换时，可以通过与接入节点在同一Pod内的汇聚节点、以及与汇聚节点连接的核心节点实现，比如，接入节点A1和接入节点A5连接的服务器需要进行数据流量交换，则接入节点A1可以将其连接的服务器的数据流发送给汇聚节点B1，由汇聚节点B1转发给核心节点C1， 再由C1通过汇聚节点B5发送给接入节点A5。

需要说明的是，图2示出的数据通信网络的结构仅为示例性的，并不构成对其结构的限定。在实际应用中，数据通信网络的每个交换层中还可以包括比图示更多或者更少的节点，或者数据通信网络还可以为包括两个交换层的网络，或者核心层中的多个核心节点可以被划分为多个核心平面，也可以不划分为多个核心平面，本申请实施例对此不做具体限定。

为便于理解，如图3所示，这里可以将包括三个交换层的数据通信网络中连接到同一核心平面的多个汇聚节点(比如，n个)和一个核心平面内的多个核心节点看作一个n×n的交换系统。该n×n的交换系统中包括n个源节点(source，S)和n个目的节点(destination，D)，以及中间级的m个核心节点(switch element，SE)。其中，图3中的Si和Di为同一个汇聚节点(i的取值依次为1至n)，即n个源节点和n个目的节点是连接到同一核心平面的n个汇聚节点在分别作为发送节点和接收节点时按功能划分出的节点。n个汇聚节点中的每个汇聚节点可以包括多个接口，对于S来说，该多个接口为输入接口，对于D来说，该多个接口为输出接口。包括三个交换层的数据通信网络可以看作是由多个交换网组成，每个交换总线都采用相同的控制机制。

类似地，包括两个交换层的数据通信网络也可以看作由多个交换系统组成，不同之处在于，n个源节点和n个目的节点是连接到同一核心平面的n个接入节点在分别作为发送节点和接收节点时按功能划分出的节点，本申请实施例对此不再赘述。

如图3所示的交换系统可以完成将从S接收到的数据中的数据包(Packet)交换到D的操作，该数据包通过SE的时候，可以保持原本变长包(variable-length packet)的格式，也可以被S先切成信元(cell)发送，待D接收到所有cell之后，再重组成完整的数据包。在这样的交换系统中，S通常可以将接收到的数据尽量均匀地分发到各SE。S发出的数据包通常携带D的信息，SE根据携带的信息向对应的D转发数据包。

S通过输入接口从系统外部接收数据，通常S内置多个虚拟输出队列(virtual output queue，VOQ)用于缓存去往不同D的数据(或者是用于缓存去往不同D的不同输出接口的数据；或者是多个VOQ对应更细粒度的流，即多个VOQ用于缓存不同粒度的流的数据包)，VOQ可用于保障端到端的QoS。对于n×n的交换总线系统而言，每个S中一般至少有n个VOQ对应n个D，若进一步根据D的输出接口或要求更高的粒度进行细分，还可以包括更多的VOQ。

本领域技术人员可以理解的是，本申请实施例描述的数据通信网络、以及源节点和目的节点的结构是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定。

图4为本申请实施例提供的一种交换芯片的结构示意图，该交换芯片交换机或路由器等交换设备或者上述交换设备内置的芯片。当该交换芯片应用于数据通信网络时，该交换芯片可以为上述数据通信网络中的不同层中的节点，也可以是上述节点内置的芯片。

在本申请实施例中，该交换芯片包括交换总线1、以及与该交换总线1耦合的多个交换分片2，该多个交换分片2中的每个交换分片2包括交换单元21和电压频率单元22，该交换单元21用于通过该交换总线1进行数据交换，该电压频率单元22用于单独为该交换单元21提供工作电压和工作频率。

其中，该交换总线1与该多个交换分片2耦合，从而可以在该多个交换分片2中的不同交换分片2之间、和/或同一交换分片2的不同接口之间建立转发通路，也即是，该交换总线1可用于实现不同交换分片2之间的数据交换、和/或同一交换分片2的不同接口之间的数据交换。可选的，该交换总线1可以为线桥(bridge)。

另外，交换单元21用于通过该交换总线1进行数据交换可以是指：一个交换分片2中的交换单元21可用于通过该交换总线1将待交换的数据发送至另一个交换分片2，和/或，通过交换总线1将待交换的数据发送至自身的不同接口。示例性的，该多个交换分片2中的每个交换分片2的具体结构可以如图1中的(a)所示，即每个交换分片2可以包括用于接收和发送数据的接口、用于分别对数据进行编解码和处理的单元和缓存等。

再者，电压频率单元22用于单独为该交换单元21提供工作电压和工作频率可以是指：一个交换分片2中的电压频率单元22可用于为该交换分片2中的交换单元21单独提供工作电压和工作频率，或者称为该电压频率单元22可用于单独产生该交换单元21的工作电压和工作频率。当该交换单元21不工作时，该电压频率单元22也可以不工作，即不再为该交换单元21提供工作电压和工作频率。

在本申请实施例提供的交换芯片中，该多个交换分片2中的每个交换分片2均包括交换单元21和电压频率单元22，该交换单元21可通过该交换总线1实现该交换分片2的数据交换功能，该电压频率单元22可用于在该交换单元21工作时为该交换单元21单独提供工作电压和工作频率，即每个交换分片2可以认为是一个小型的交换芯片，每个交换分片2中的电压频率单元22可以根据该交换分片2中交换单元21的工作状态提供相应的工作电压和工作频率，从而当该交换分片2工作在不同业务场景或不同负载下时，可以使用不同的工作电压和工作频率进行工作，进而使得该交换芯片可以满足不同业务场景和不同负载下的供电需求，从而降低了该交换芯片的功耗。

在一种可能的实施例中，如图5所示，该电压频率单元22可以包括电源单元221和时钟分频器222。该电源单元221可用于在该交换单元21工作时，为该交换单元21提供工作电压或者产生该交换单元21的工作电压；时钟分频器222可用于在该交换单元21工作时，为该交换单元21提供工作频率或者产生该交换单元21的工作频率。当该交换单元21不工作时，该电源单元221和该时钟分频器222也可以不工作，即不再为该交换单元21提供工作电压和工作频率。在电压频率单元22中，通过电源单元221和时钟分频器222可以为该交换单元21分开提供工作电压和工作频率。

其中，该电源单元221可以与外部电源连接，该电源单元221可以将外部电源提供的输出电压转换为该交换单元21的工作电压，该交换总线1可以直接通过外部电源供电。可选的，该电源单元221可以为片上低压线性稳压器(on-chip low dropout regulator，OCLDO)，该交换总线1可以为片上交换总线，该外部电源可以为片外固定电压的FIX电源或者自适应电压可调(adaptive voltage scaling，AVS)电源。在该交换芯片中，通过使用该OCLDO为该交换单元21提供工作电压时，可以实现该工作电压的快速调节，通常该OCLDO可在1微秒(us)内完成调压，从而大大提高了电压调节速度。同时，该交换芯片只需使用一个统一的外部电源，从而与板级的电源可以设计为同一电源，即板级的电源不感知该交换芯片中的电源设计。

进一步的，该电源单元221可以包括控制单元和供电单元(power cell)，该控制单元 可用于控制该供电单元产生该交换单元21的工作电压。在实际应用中，该电源单元221中可以包括多个供电单元，该多个供电单元可以通过分区供电的方式为其所在的交换分片2进行供电，这样该多个供电单元可以实现灵活数量的集成，且该多个供电单元可拼接呈集中式供电单元结构。

在一种可能的实施例中，该多个交换分片2可以呈分布式设置，这样可以支持灵活数量的扩展，同时支持更细粒度的调压调频的设计。示例性的，如图6所示，该多个交换分片2可以呈矩阵式排列，该交换总线1可以包括相互耦合的第一交换总线11和第二交换总线12，该多个交换分片2中任意相邻的两行交换分片2与第一交换总线1耦合，该多个交换分片2中任意相邻的两列交换分片1与第二交换总线耦合2。

其中，在该交换芯片中，该多个交换分片2可以位于该交换芯片的至少一金属层中。当该至少一金属层包括至少两层金属层时，该多个交换分片2可以分散设置在该至少两金属层中，且该至少两层金属层中的每层金属层上的交换分片2均可以呈矩阵式排列。

需要说明的是，上述图6所示的交换总线1的结构仅为示例性的，并不构成对本申请的限制，在实际应用中，该交换总线1只需与该多个交换分片2耦合以在该多个交换分片2中的任意两个交换分片2之间、以及同一交换分片2的不同接口之间形成通路即可，比如，该交换总线1也可以如下述图7所示。

示例性的，当该交换芯片为交换芯片，该多个交换分片2位于一金属层中且呈矩阵式排列，该电源单元221包括控制单元和多个数量的供电单元时，该控制单元可以位于该交换分片2中靠近交换总线1的一侧，该多个数量的供电单元可以位于该多个交换分片2相对的两侧，且该两侧可以与该金属层中的布线方向垂直(比如，图7中的布线方向可以为水平方向)，这样可以通过该交换芯片中的布线辅助连接该多个数量的供电单元。

进一步的，该电压频率单元22单独为该交换单元21提供工作电压和工作频率的过程可以包括以下两种不同的情况，第一种情况为当该交换单元21开始工作时设置该交换单元21的工作电压和工作频率，第二种情况为当该交换单元21的工作电压和工作频率过大或过小时调节该交换单元21的工作电压和工作频率。下面分别对这两种情况进行详细说明。

第一种，对于该多个交换分片2中的每个交换分片2，当该交换单元21开始工作时，该交换单元21还用于根据预设速率确定第一电压频率指示信息，该电压频率单元22还用于根据第一电压频率指示信息设置该交换单元21的工作电压和工作频率。

其中，该预设速率(也可以称为静态速率)可以是事先配置的，比如，该预设速率可以由本领域技术人员根据该交换分片2的带宽进行配置，该预设速率的具体数值可以是该交换分片2的带宽的60％、70％或者75％等，本申请实施例对此不作具体限制。

另外，第一电压频率指示信息可用于指示该交换单元21的电压和频率，比如，第一电压频率指示信息中可以包括第一电压指示信息和第一频率指示信息，第一电压指示信息可用于指示该交换单元21的电压，第一频率指示信息可用于指示该交换单元21的频率。

具体的，对于每个交换分片2，当该交换分片2开始工作时，该交换单元21可以根据该预设速率查询第一预设对应关系以获取第一电压频率指示信息，第一预设对应关系中可以包括至少一个速率范围中的每个速率范围对应的电压频率指示信息，第一电压频率指 示信息为该预设速率所在的速率范围对应的电压频率指示信息；该交换单元21可以将获取到第一电压频率指示信息发送给该电压频率单元22，以使该电压频率单元22将该交换单元21的工作电压和工作频率分别设置为第一电压频率指示信息所指示的电压和频率。

进一步的，当该交换单元21包括分别用于对接收侧数据和发送侧数据进行处理的两个处理单元时，上述预设速率可以包括第一预设速率和第二预设速率，第一预设速率可以获取接收侧的处理单元对应的电压频率指示信息，第二预设速率可以获取发送侧的处理单元对应的电压频率指示信息，该电压频率单元22可以根据对应的电压频率指示信息为不同的处理单元提供相应的工作电压和工作频率。

需要说明的是，上述第一预设对应关系可以是事先设置并配置在该交换单元21中的，第一预设对应关系中的至少一个速率范围、以及与至少一个速率范围中的每个速率范围对应的电压频率指示信息可以由本领域技术人员根据经验或者试验测量确定，本申请实施例对此不作具体限制。

第二种，对于该多个交换分片2中的每个交换分片2，当该交换单元21的工作电压和工作频率过大或过小时，该交换单元21还用于获取该交换分片21的交换数据量，并根据该交换数据量确定第二电压频率指示信息，该电压频率单元22还用于根据第二电压频率指示信息调节该交换单元21的工作电压和工作频率。

其中，该交换数据量可以包括需要通过该交换分片21交换的数据量的总和，也可以包括该交换分片21中累积的待交换的数据量的总和。该交换数据量可以由该交换分片21通过统计得到，比如，该交换分片21可以周期性地统计或者非周期性地统计所有需要通过该交换分片21交换的数据量得到该交换数据量。

另外，第二电压频率指示信息也可用于指示该交换单元21的电压和频率，比如，第二电压频率指示信息中可以包括第二电压指示信息和第二频率指示信息，第二电压指示信息可用于指示该交换单元21的电压，第二频率指示信息可用于指示该交换单元21的频率。

具体的，对于每个交换分片2，当该交换单元21所传输的交换数据量发生变化或者该交换单元21的工作状态与之前设置的工作电压或工作频率不匹配时，该交换单元21可以统计该交换数据量，并根据该交换数据量查询第二预设对应关系以获取第二电压频率指示信息，第二预设对应关系中可以包括多个预设数据量范围中的每个预设数据量范围对应的电压频率指示信息，第二电压频率指示信息为该交换数据量所在的预设数据量范围对应的电压频率指示信息；该交换单元21可以将获取到第二电压频率指示信息发送给该电压频率单元22，当该电压频率单元22接收到第二电压频率指示信息时，该电压频率单元22可以将该交换单元21的工作电压和工作频率分别调整为第二电压频率指示信息所指示的电压和频率。

需要说明的是，上述第二预设对应关系可以是事先设置并配置在该交换单元21中的，第二预设对应关系中的多个预设数据量范围、以及与该多个预设数据量范围中的每个预设数据量范围对应的电压频率指示信息可以由本领域技术人员根据经验或者试验测量确定，本申请实施例对此不作具体限制。

可选的，该交换单元21可以周期性的获取交换数据量，并对不同时刻获取到的交换数据量进行对比；若当前获取到的交换数据量大于上一次获取到的交换数据量，该交换单 元21可以向该电压频率单元22发送用于指示增大电压频率的第一指示信息；当该电压频率单元22接收到第一指示信息时，该电压频率单元22可以增大该交换单元21的工作电压和工作频率；当前获取到的交换数据量小于上一次获取到的交换数据量，该交换单元21可以向该电压频率单元22发送用于指示减小电压频率的第二指示信息；当该电压频率单元22接收到第二指示信息时，该电压频率单元22可以减小该交换单元21的工作电压和工作频率。

示例性的，如图8所示，以该交换分片2处理接收到的数据为例，该交换分片2中的该交换单元21可以统计其内部累积的待交换的数据量，比如，统计其用于缓存数据的缓冲器中累积的数据量；若当前统计得到的数据量大于上一次统计得到的数据量(即统计的数据量增加)，该交换单元21可以向该电压频率单元22发送用于指示增大电压频率的第一指示信息，以使该电压频率单元22增大该交换单元21的工作电压和工作频率(即升压、升频)；若当前统计得到的数据量小于上一次统计得到的数据量(即统计的数据量减小)，该交换单元21可以向该电压频率单元22发送用于指示减小电压频率的第二指示信息，以使该电压频率单元22减小该交换单元21的工作电压和工作频率(即降压、降频)。

进一步的，如图9所示，对于该多个交换分片2中的每个交换分片2，该交换单元21可以包括多个输入接口211、输入缓冲器(ingress buffer，IB)212和第一处理单元213。

该输入缓冲器212，用于缓存该交换分片2通过该多个输入接口211接收到的上行数据。其中，该输入缓冲器212中可以包括多个虚拟输出队列(virtual output queue，VOQ)，当该输入缓冲器212用于缓存该交换分片2通过该多个输入接口211接收到的上行数据时，该多个VOQ可用于缓存去往不同交换分片2的上行数据、或者用于缓存去往不同交换分片2的不同接口的上行数据。

第一处理单元213，用于获取该输入缓冲器212中累积的第一数据量，并在该第一数据量大于预设阈值时，根据该第一数据量获取第三电压频率指示信息。其中，该输入缓冲器212中缓存的上行数据可以按照一定速率被调度输出，当该调度输出的速率小于该上行数据的接收速率时，该输入缓冲器212中的上行数据会产生累积，从而该输入缓冲器212在一段时间内累积的上行数据的数据量可以称为该第一数据量。具体的，第一处理单元213可以周期性地或者非周期性地获取该输入缓冲器212中累积的第一数据量，并在第一数据量大于第一预设阈值时，根据第一数据量获取第三电压频率指示信息；之后，第一处理单元213可以将第三电压频率指示信息发送给电压频率单元22。

需要说明的是，该第一预设阈值可以是事先设置的，该第一预设数值可以与该输入缓冲器的容量相关，比如，该第一预设阈值可以为该输入缓冲器的容量的60％、70％或者80％等，本申请实施例对此不作具体限制。另外，第一处理单元213根据第一数据量获取第三电压频率指示信息的具体过程可以与上述交换单元2获取第二电压频率指示信息的方式类似，本申请实施例在不再赘述。

该电压频率单元22，还用于根据第三电压频率指示信息调节第一处理单元213的工作电压和工作频率。其中，第三电压频率指示信息可用于指示第一处理单元211的电压和频率，比如，第三电压频率指示信息中可以包括第三电压指示信息和第三频率指示信息，第三电压指示信息可用于指示第一处理单元213的电压，第三频率指示信息可用于指示第一处理单元213的频率。具体的，当该电压频率单元22接收到第三电压频率指 示信息时，可以将第一处理单元213的工作电压和工作频率分别调整为第三电压频率指示信息所指示的电压和频率。

可选的，该交换分片2还可以包括入口调度器(ingress scheduler，ISC)214，入口调度器214可用于调度该输入缓冲器212中缓存的上行数据，比如，用于按照一定速率调度该输入缓冲器212中的多个VOQ中的上行数据出队。第一处理单元213还可用于对从该输入缓冲器212的多个VOQ中出队的上行数据进行解码和切片等处理，处理后的数据可以通过该交换总线1进行数据交换。

此外，对于该多个VOQ中的每个VOQ，入口调度器214还可以根据该VOQ的状态确定该VOQ待出队的请求量(即该VOQ中所缓存的数据所在的数据流的数据量)，并将该请求量发送给该VOQ中缓存的上行数据去往的分换分片2。比如，以第一交换分片和第二交换分片为例，若第一交换分片的输入缓冲器212中的VOQ1用于缓存去往第二交换分片的上行数据，则第一交换分片的入口调度器214可以将VOQ1待出队的请求量发送给第二交换分片。

进一步的，如图9所示，对于该多个交换分片2中的每个交换分片2，该交换单元21还可以包括多个输出接口215和第二处理单元216。

该多个输出接口215，用于输出下行数据。该下行数据可以是指发送给接入该交换芯片的服务器或者与该交换芯片连接的其他交换芯片的数据。该下行数据可以是通过对交换网1中传输至该交换分片的数据进行编码和重组等处理后得到的数据。

第二处理单元216，用于获取该多个输出接口215对应的待发送的第二数据量，并根据第二数据量获取第四电压频率指示信息。其中，第二数据量可以是指需要通过该多个输出接口215发送的所有下行数据的数据量，第二处理单元216可以获取第二数据量，若第二数据量大于第二预设阈值时，根据第二数据量获取第四电压频率指示信息；之后，第二处理单元216可以将第四电压频率指示信息发送给电压频率单元22。

需要说明的是，第二预设阈值可以是事先设置的，第二预设阈值可以与该多个输出接口215的带宽或者输出速率有关，本申请实施例对第二预设阈值的具体数值不作限制。另外，第二处理单元215根据第二数据量获取第四电压频率指示信息的具体过程可以与上述交换单元2获取第二电压频率指示信息的方式类似，本申请实施例在不再赘述。

电压频率单元22，还用于根据第四电压频率指示信息调节第二处理单元216的工作电压和工作频率。其中，第四电压频率指示信息可用于指示第二处理单元216的电压和频率，比如，第四电压频率指示信息中可以包括第四电压指示信息和第四频率指示信息，第四电压指示信息可用于指示第二处理单元216的电压，第四频率指示信息可用于指示第二处理单元216的频率。具体的，当该电压频率单元22接收到第四电压频率指示信息时，可以将第二处理单元216的工作电压和工作频率分别调整为第四电压频率指示信息所指示的电压和频率。

可选的，该交换分片2还可以包括出口调度器(egress scheduler，ESC)217和输出缓冲器218，输出缓冲器218中可以包括多个输出队列(output queue，OQ)，该多个OQ可用于缓存去往不同输出接口的下行数据，出口调度器217可用于调度该多个OQ中缓存的下行数据，比如，用于按照一定速率调度该多个OQ中的下行数据出队。第二处理单元216 还可用于对从该多个OQ中出队的下行数据进行编码等处理，处理后的数据可以通过该多个输出接口输出。

此外，该出口调度器217还可以用于接收去往该出口调度器217对应的多个输出接口215中的每个输出接口217的数据的请求量，根据该多个输出接口215的请求量可以确定该多个输出接口215对应的待发送的第二数据量，并将该第二数据量发送给第二处理单元216，以使第二处理单元216可以获取到该第二数据量。

当该多个交换分片2中的每个交换分片2包括入口调度器214和出口调度器217时，在数据交换过程中，源交换分片2中的入口调度器214和目的交换分片2中的出口调度器217之间可以进行交换，该交互过程可以包括：该源交换分片2中的入口调度器214可以将各VOQ待出队的请求量发送给对应目的交换分片2中的出口调度器217；该目的交换分片2中的出口调度器217可以按照预设速率进行输出调度，同时还可以向该源交换分片2中的入口调度器214发送应答信息ACK；当该源交换分片2中的入口调度器214接收到该应答信息ACK时，该入口调度器214也可以按照预设速率对多个VOQ进行出队调度。

在实际应用中，将本申请实施例提供的交换芯片和采用集中式的交叉矩阵或共享缓存的交换芯片相比，在非最大带宽场景下平均可以实现10％至15％的功耗收益；同时由于该多个交换分片2中每个交换分片2的工作电压和工作频率的设置和调整相互独立，可以避免最小工作电压的短木板效应，实现大概1％的功耗收益。此外，通过独立设置或调整每个交换分片2的工作电压和工作频率，还可以有效改善工作电压的纹波，降低纹波最小电压，实现大概1％的功耗收益。

在本申请实施例中，该多个交换分片2中的每个交换分片2中的电压频率单元22可以根据该交换分片2的工作状态设置或者调整该交换分片2的工作电压和工作频率，以实现该交换分片2的工作电压和工作频率的自适应性调节，也即是，当该交换分片2工作在不同业务场景或不同负载下时，可以为该交换分片2提供与该业务场景或负载相对应的工作电压和工作频率，进而使得该交换芯片可以满足不同业务场景和不同负载下的供电需求，从而降低该交换芯片的功耗。

图10为本申请实施例提供一种交换芯片的供电方法的流程示意图，该交换芯片可以为上文提供的任一种交换芯片，该交换芯片包括交换总线、以及与该交换总线耦合的多个交换分片，该多个交换分片中的每个交换分片包括交换单元和电压频率单元，该方法包括以下步骤。

S301：该交换单元通过该交换总线进行数据交换。

其中，该交换总线与该多个交换分片耦合，从而可以在该多个交换分片中的不同交换分片之间、和/或同一交换分片的不同接口之间建立转发通路，也即是，该交换总线可用于实现不同交换分片之间的数据交换、和/或同一交换分片的不同接口之间的数据交换。可选的，该交换总线可以为线桥(bridge)。

另外，交换单元用于通过该交换总线进行数据交换可以是指：一个交换分片中的交换单元可用于通过该交换总线将待交换的数据发送至另一个交换分片，和/或，通过交换总线将待交换的数据发送至自身的不同接口。

S302：该电压频率单元提供该交换单元的工作电压和工作频率。

其中，一个交换分片中的电压频率单元可为该交换分片中的交换单元提供工作电压和 工作频率，也可以称为该电压频率单元可产生该交换单元的工作电压和工作频率。当该交换单元不工作时，该电压频率单元也可以不工作，即不再为该交换单元提供工作电压和工作频率。

进一步的，该电压频率单元提供该交换单元的工作电压和工作频率的过程可以包括以下两种不同的情况，第一种情况为当该交换单元开始工作时设置该交换单元的工作电压和工作频率，第二种情况为当该交换单元的工作电压和工作频率过大或过小时调节该交换单元的工作电压和工作频率。下面分别对这两种情况进行详细说明。

第一种，对于该多个交换分片中的每个交换分片，当该交换单元开始工作时，该交换单元根据预设速率确定第一电压频率指示信息，该电压频率单元根据第一电压频率指示信息设置该交换单元的工作电压和工作频率。

具体的，对于每个交换分片，当该交换分片开始工作时，该交换单元可以根据该预设速率查询第一预设对应关系以获取第一电压频率指示信息，第一预设对应关系中可以包括至少一个速率范围中的每个速率范围对应的电压频率指示信息，第一电压频率指示信息为该预设速率所在的速率范围对应的电压频率指示信息；该交换单元可以将获取到第一电压频率指示信息发送给该电压频率单元，以使该电压频率单元将该交换单元的工作电压和工作频率分别设置为第一电压频率指示信息所指示的电压和频率。

第二种，对于该多个交换分片中的每个交换分片，当该交换单元的工作电压和工作频率过大或过小时，该交换单元还用于获取该交换分片的交换数据量，并根据该交换数据量确定第二电压频率指示信息，该电压频率单元还用于根据第二电压频率指示信息调节该交换单元的工作电压和工作频率。

其中，该交换数据量可以包括需要通过该交换分片交换的数据量的总和，也可以包括该交换分片中累积的待交换的数据量的总和。该交换数据量可以由该交换分片通过统计得到，比如，该交换分片可以周期性地统计或者非周期性地统计所有需要通过该交换分片21交换的数据量得到该交换数据量。

可选的，对于每个交换分片，当该交换单元所传输的交换数据量发生变化或者该交换单元的工作状态与之前设置的工作电压或工作频率不匹配时，该交换单元可以统计该交换数据量，并根据该交换数据量查询第二预设对应关系以获取第二电压频率指示信息，第二预设对应关系中可以包括多个预设数据量范围中的每个预设数据量范围对应的电压频率指示信息，第二电压频率指示信息为该交换数据量所在的预设数据量范围对应的电压频率指示信息；该交换单元可以将获取到第二电压频率指示信息发送给该电压频率单元，当该电压频率单元接收到第二电压频率指示信息时，该电压频率单元可以将该交换单元的工作电压和工作频率分别调整为第二电压频率指示信息所指示的电压和频率。

需要说明的是，上述第二预设对应关系可以是事先设置并配置在该交换单元中的，第二预设对应关系中的多个预设数据量范围、以及与该多个预设数据量范围中的每个预设数据量范围对应的电压频率指示信息可以由本领域技术人员根据经验或者试验测量确定，本申请实施例对此不作具体限制。

在一种可能的实施例中，该交换单元包括多个输入接口、输入缓冲器和第一处理单元，如图11所示，该方法包括S311-S313。

S311：输入缓冲器缓存该交换分片通过该多个输入接口接收到的上行数据。

其中，该输入缓冲器中可以包括多个虚拟输出队列(virtual output queue，VOQ)，当该输入缓冲器用于缓存该交换分片通过该多个输入接口接收到的上行数据时，该多个VOQ可用于缓存去往不同交换分片的上行数据、或者用于缓存去往不同交换分片的不同接口的上行数据。

S312：第一处理单元获取该输入缓冲器中累积的第一数据量，并在第一数据量大于预设阈值时，根据第一数据量获取第三电压频率指示信息。

该输入缓冲器中缓存的上行数据可以按照一定速率被调度输出，当该调度输出的速率小于该上行数据的接收速率时，该输入缓冲器中的上行数据会产生累积，从而该输入缓冲器在一段时间内累积的上行数据的数据量可以为该第一数据量。第一处理单元可以获取该输入缓冲器中累积的第一数据量，并在第一数据量大于第一预设阈值时，根据第一数据量获取第三电压频率指示信息，之后将第三电压频率指示信息发送给电压频率单元。

S313：电压频率单元根据第三电压频率指示信息调节第一处理单元的工作电压和工作频率。

其中，第三电压频率指示信息可用于指示第一处理单元的电压和频率。当该电压频率单元接收到第三电压频率指示信息时，可以将第一处理单元的工作电压和工作频率分别调整为第三电压频率指示信息所指示的电压和频率。

可选的，该交换分片还可以包括入口调度器，入口调度器可用于调度该输入缓冲器中缓存的上行数据，比如，用于按照一定速率调度该输入缓冲器中的多个VOQ中的上行数据出队。第一处理单元还可用于对从该输入缓冲器的多个VOQ中出队的上行数据进行解码和切片等处理，处理后的数据可以通过该交换总线进行数据交换。

此外，对于该多个VOQ中的每个VOQ，入口调度器还可以根据该VOQ的状态确定该VOQ待出队的请求量(即该VOQ中所缓存的数据所在的数据流的数据量)，并将该请求量发送给该VOQ中缓存的上行数据去往的分换分片。比如，以第一交换分片和第二交换分片为例，若第一交换分片的输入缓冲器中的VOQ1用于缓存去往第二交换分片的上行数据，则第一交换分片的入口调度器可以将VOQ1待出队的请求量发送给第二交换分片。

在另一种可能的实现方式中，该交换单元还包括多个输出接口和第二处理单元，如图11所示，该方法还可以包括S314-S315。其中，S314-S315与S311-S313可以不分先后顺序，图11中以S314-S315位于S311-S313之后为例进行说明。

S314：第二处理子单元获取该多个输出接口对应的待发送的第二数据量，并根据第二数据量获取第四电压频率指示信息。

其中，该多个输出接口可用于输出下行数据。该下行数据可以是指发送给接入该交换芯片的服务器或者与该交换芯片连接的其他交换芯片的数据。该下行数据可以是通过对交换网中传输至该交换分片的数据进行编码和重组等处理后得到的数据。

第二数据量可以是指需要通过该多个输出接口发送的所有下行数据的数据量，第二处理单元可以获取第二数据量，若第二数据量大于第二预设阈值时，根据第二数据量获取第四电压频率指示信息；之后，第二处理单元可以将第四电压频率指示信息发送给电压频率单元。

S315：电压频率单元根据第四电压频率指示信息调节第二处理单元的工作电压和工作频率。

其中，第四电压频率指示信息可用于指示第二处理单元的电压和频率，该电压频率单元接收到第四电压频率指示信息时，可以将第二处理单元的工作电压和工作频率分别调整为第四电压频率指示信息所指示的电压和频率。

需要说明的是，上述装置实施例中的所有相关内容均可以援引到该方法实施例中的对应步骤中，在此不再赘述。

在本申请实施例提供的供电方法中，该多个交换分片中的每个交换分片均包括交换单元和电压频率单元，该交换单元可通过该交换总线实现该交换分片的数据交换功能，该电压频率单元可在该交换单元工作时为该交换单元提供工作电压和工作频率，从而电压频率单元可以根据该交换分片中交换单元的工作状态提供相应的工作电压和工作频率，这样当该交换分片工作在不同业务场景或不同负载下时，可以使用不同的工作电压和工作频率进行工作，进而使得该交换芯片可以满足不同业务场景和不同负载下的供电需求，从而降低了该交换芯片的功耗。

在本申请的又一方面，提供一种交换设备，该交换设备包括交换芯片，该交换芯片包括上述装置实施例提供的任一种交换芯片。

在本申请的又一方面，提供一种交换系统，该交换系统包括多个交换设备，该多个交换设备中的每个交换设备包括上述装置实施例提供的任一种交换芯片。

在本申请的又一方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当该指令在设备上运行时，使得该设备执行上述方法实施例提供的任一种交换芯片的供电方法。

在本申请的又一方面，提供一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在设备上运行时，使得该设备执行上述方法实施例提供的任一种交换芯片的供电方法。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1. 一种交换芯片，其特征在于，所述交换芯片包括：交换总线、以及与所述交换总线耦合的多个交换分片，所述多个交换分片中的每个交换分片包括交换单元和电压频率单元；

   所述交换单元，用于通过所述交换总线进行数据交换；

   所述电压频率单元，用于单独为所述交换单元提供工作电压和工作频率。
2. 根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，

   所述交换单元，还用于根据预设速率确定第一电压频率指示信息；

   所述电压频率单元，还用于根据所述第一电压频率指示信息设置所述交换单元的工作电压和工作频率。
3. 根据权利要求2所述的芯片，其特征在于，所述预设速率是根据所述交换分片的带宽配置的。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的芯片，其特征在于，

   所述交换单元，还用于获取所述交换分片的交换数据量，并根据所述交换数据量确定第二电压频率指示信息；

   所述电压频率单元，还用于根据所述第二电压频率指示信息调节所述交换单元的工作电压和工作频率。
5. 根据权利要求4所述的芯片，其特征在于，所述交换单元还用于：

   根据所述交换数据量查询预设对应关系，以获取所述第二电压频率指示信息；

   其中，所述预设对应关系用于指示多个预设数据量范围中的每个预设数据量范围对应的电压频率指示信息，所述第二电压频率指示信息为所述交换数据量所在的预设数据范围对应的电压频率指示信息。
6. 根据权利要求4或5所述的芯片，其特征在于，所述交换单元包括多个输入接口、输入缓冲器和第一处理单元；

   所述输入缓冲器，用于缓存所述交换分片通过所述多个输入接口接收到的上行数据；

   所述第一处理单元，用于获取所述输入缓冲器中累积的第一数据量，并在所述第一数据量大于预设阈值时，根据所述第一数据量获取第三电压频率指示信息；

   所述电压频率单元，还用于根据所述第三电压频率指示信息调节所述第一处理单元的工作电压和工作频率。
7. 根据权利要求4-6任一项所述的芯片，其特征在于，所述交换单元还包括多个输出接口和第二处理单元；

   所述第二处理子单元，用于获取所述多个输出接口对应的待发送的第二数据量，并根据所述第二数据量获取第四电压频率指示信息；

   所述电压频率单元，还用于根据所述第四电压频率指示信息调节所述第二处理单元的工作电压和工作频率。
8. 根据权利要求1-7任一项所述的芯片，其特征在于，所述电压频率单元包括电源单元和时钟分频器；

   所述电源单元，用于单独为所述交换单元提供所述工作电压；

   所述时钟分频器，用于单独为所述交换单元提供所述工作频率。
9. 根据权利要求8所述的芯片，其特征在于，所述电源单元包括控制单元和供电单元；

   所述控制单元，用于控制所述供电单元产生所述交换单元的所述工作电压。
10. 根据权利要求8或9所述的芯片，其特征在于，所述电源单元为片上低压线性稳压器OCLDO。
11. 根据权利要求1-10任一项所述的芯片，其特征在于，所述交换总线通过外部电源供电。
12. 根据权利要求1-11任一项所述的芯片，其特征在于，所述多个交换分片呈矩阵式排列，所述交换总线包括第一交换总线和第二交换总线，所述多个交换分片中任意相邻的两行交换分片与所述第一交换总线耦合，所述多个交换分片中任意相邻的两列交换分片与所述第二交换总线耦合。
13. 根据权利要求1-12任一项所述的芯片，其特征在于，所述多个交换分片位于所述交换芯片的至少一金属层中，所述交换总线为片上交换总线。
14. 一种交换芯片的供电方法，其特征在于，所述交换芯片包括：交换总线、以及与所述交换总线耦合的多个交换分片，所述多个交换分片中的每个交换分片包括交换单元和电压频率单元，所述方法包括：

    所述交换单元通过所述交换总线进行数据交换；

    所述电压频率单元单独为所述交换单元提供工作电压和工作频率。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述电压频率单元单独为所述交换单元提供工作电压和工作频率之前，所述方法还包括：

    所述交换单元根据预设速率确定第一电压频率指示信息；

    所述电压频率单元单独为所述交换单元提供工作电压和工作频率，包括：所述电压频率单元根据所述第一电压频率指示信息设置所述交换单元的工作电压和工作频率。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述预设速率是根据所述交换分片的带宽配置的。
17. 根据权利要求14-16任一项所述的方法，其特征在于，所述电压频率单元单独为所述交换单元提供工作电压和工作频率之前，所述方法还包括：

    所述交换单元获取所述交换分片的交换数据量，并根据所述交换数据量确定第二电压频率指示信息；

    所述电压频率单元单独为所述交换单元单独为工作电压和工作频率，包括：所述电压频率单元根据所述第二电压频率指示信息调节所述交换单元的工作电压和工作频率。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述交换单元根据所述交换数据量确定第二电压频率指示信息，包括：

    根据所述交换数据量查询预设对应关系，以获取所述第二电压频率指示信息；

    其中，所述预设对应关系用于指示多个预设数据量范围中的每个预设数据量范围对应的电压频率指示信息，所述第二电压频率指示信息为所述交换数据量所在的预设数据范围对应的电压频率指示信息。
19. 根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述交换单元包括多个输入接口、输入缓冲器和第一处理单元，所述方法还包括：

    所述输入缓冲器缓存所述交换分片通过所述多个输入接口接收到的上行数据；

    所述第一处理单元获取所述输入缓冲器中累积的第一数据量，并在所述第一数据量大于预设阈值时，根据所述第一数据量获取第三电压频率指示信息；

    所述电压频率单元根据所述第三电压频率指示信息调节所述第一处理单元的工作电压和工作频率。
20. 根据权利要求17-19任一项所述的方法，其特征在于，所述交换单元还包括多个输出接口和第二处理单元，所述方法还包括：

    所述第二处理子单元获取所述多个输出接口对应的待发送的第二数据量，并根据所述第二数据量获取第四电压频率指示信息；

    所述电压频率单元根据所述第四电压频率指示信息调节所述第二处理单元的工作电压和工作频率。