JP5965464B2 - バッファを有しないｎｏｃのデータ処理方法、及びｎｏｃ電子素子 - Google Patents

Description

本発明は、集積回路の技術分野に関し、特にバッファを有しないＮＯＣのデータ処理方法及びＮＯＣ電子要素に関する。

半導体技術が発展するにつれ、集積回路（ＩＣ）設計者は、より多くの複雑な機能を単一ウェハに集積でき、ＩＣが次第に統合システムに変化するにつれてシステムオンチップ（system on a chip：ＳＯＣ）が出現してきた。狭義には、ＳＯＣは電子情報システムの統合である。一方、一般化した意味では、ＳＯＣは小さな微小電子システムである。ＳＯＣでは、デジタル−アナログハイブリッド回路は、単一ウェハに集積される。ＳＯＣは、埋め込み型コア、記憶装置、専用機能モジュール、入力／出力インタフェースモジュール、等のような種々の機能モジュールを有する。さらに、モデルアルゴリズム、チップ構造、階層型回路、及び装置設計は、単一チップにコンピュータ全体の全ての機能を実装するために、ＳＯＣでは総合的に考慮される。

機能モジュールは精巧且つ複雑になってきているので、機能モジュール間の情報通信のためのデータリンクの品質は、次第に向上している。その結果、ＳＯＣ設計における問題、及びＳＯＣのシステム消費の増大を生じる。１９９９年頃、幾つかの研究グループは、新しい集積回路アーキテクチャであるネットワークオンチップ（Network On Chip：ＮＯＣ）を提案した。ＮＯＣの基本概念は、コンピュータネットワーク技術がチップ設計に入り込み、ＳＯＣアーキテクチャの欠点を完全に克服することにある。

ＮＯＣは、ネットワークに基づく通信が単一チップで達成されるマルチプロセッサシステムとして定めることができる。NOCは、ルーティングノード及び通信ノードを有する。ルーティングノードは、一般的通信タスクを満たすためのものである。一方、通信ノードは、ルーティングノード間のデータ通信を担う。分散型コンピュータシステムの通信アプローチは、通信ノードのネットワークで用いられ、通信タスクはルーティング及びパケット交換技術を用いることにより満たされる。

明らかに、ルータはＮＯＣのコアコンポーネントであり、パケットを転送及び送信するためのものである。従来のルータは、主に、仮想チャネル、データバッファ、優先度調停器、クロスバー交換機、等を有する。近年の研究では、仮想チャネル及びデータバッファを有しないＮＯＣは、無バッファＮＯＣと呼ばれ、ＮＯＣの性能を向上するために提案されている。

従来、無バッファＮＯＣは、バッファリングの機能を有しない。したがって、無バッファＮＯＣがパケットを転送するとき、ルーティングノードは、受信したパケットが期待される転送ポートを通じて送信されるべきか否かにかかわらず、次のパケットを受信する前に受信したパケットを送信する必要がある。このように、複数のパケットがポートを争う場合には、１つのパケットのみが、期待されるポートを割り当てられ、他の全てのパケットは予期せぬポートへ送信される。したがって、予期せぬポートへ送信されるパケットに偏向（deflection）が生じる。さらに、新しいパケットが無バッファＮＯＣの転送ポートを通じてネットワークに注入される必要がある場合に、ルータ内に空き注入ポートが存在しない場合、新しいパケットは直ちに注入できない。その結果、スターベイション（starvation）を生じる。したがって、無バッファＮＯＣ内に送信すべき複数のパケットが存在する場合に、複数のパケットはランダムに送信され、その結果、高い優先度を有するパケットは偏向され、無バッファＮＯＣは高優先度を有するプログラムの性能を保証できない。

高プログラム優先度を有するパケットが偏向される割合を低減することにより、高優先度を有するプログラムの性能を向上するために、本発明の実施形態により、バッファを有しないネットワークオンチップ（network on chip：ＮＯＣ）のためのデータ処理方法及びＮＯＣ電子要素が提供される。

本発明の実施形態による技術的ソリューションを以下に記載する。

第１の態様では、無バッファネットワークオンチップ（network on chip：ＮＯＣ）のためのデータ処理方法が提供され、前記方法は前記無バッファＮＯＣに適用され、前記方法は、ルーティングノードにより１処理期間内に複数のパケットを受信するステップであって、前記複数のパケットは同じ転送ポートへ送信される必要がある、ステップと、前記複数のパケットの優先度情報を取得し、前記優先度情報に基づき前記パケットの優先度レベルを決定するステップであって、各パケットについて、前記優先度情報は、該パケットの時間長情報と、該パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報と、を有し、前記パケットの時間長情報は前記パケットが前記ＮＯＣ内に滞在する期間を表す、ステップと、前記転送ポートを通じて最高優先度を有するパケットを転送するステップと、を有する。

第１の態様の第１の実装では、前記複数のパケットの優先度情報を取得し、前記優先度情報に基づき前記パケットの優先度レベルを決定するステップは、各パケットの前記優先度情報及び予め格納された優先度閾を取得するステップと、前記パケットの前記優先度情報及び前記優先度閾に基づき各パケットの前記優先度レベルを決定するステップと、を有する。

第１の態様の第２の実装では、前記複数のパケットの優先度情報を取得し、前記優先度情報に基づき前記パケットの優先度レベルを決定するステップの前に、前記方法は、パケットが前記ＮＯＣ内の前記ルーティングノードのうちの第１のルーティングノードに入るとき、前記ルーティングノードのうちの前記第１のルーティングノードに対応するＣＰＵのレジスタから、前記パケットに対応する優先度情報を取得し、前記パケットのヘッダに前記パケットに対応する前記優先度情報を書き込むステップ、を更に有し、前記複数のパケットの優先度情報を取得し、前記優先度情報に基づき前記パケットの優先度レベルを決定するステップは、前記パケットの前記ヘッダから前記パケットに対応する前記優先度情報を読み出し、前記パケットの前記優先度情報に基づき前記パケットの前記優先度レベルを得るステップ、を有する。

第１の態様の第３の実装では、第１の態様又は第１の態様の第１の実装又は第１の態様の第２の実装を組合せで、前記同じ転送ポートへ送信されるべき前記複数のパケットの中で最高優先度を有するパケットを決定するステップの後に、前記方法は、前記転送ポートに加えて他の転送ポートを通じて、前記最高優先度を有するパケットに加えて他のパケットを転送するステップ、を更に有する。

第２の態様では、無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法が提供され、前記方法は前記無バッファＮＯＣ電子要素に適用され、前記方法は、前記ＮＯＣ電子要素内の各ルーティングノードのノード情報を取得するステップであって、前記ノード情報は、前記ルーティングノードのスタービング比と、前記ルーティングノードに現在注入されているパケットに対応するプログラムの各パケットのＩＰＦ（instructions per flit）数量と、前記現在注入されているパケットの優先度を示すプログラム優先度情報と、を有する、ステップと、前記ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面する場合、個々のルーティングノードに現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦに基づき、前記現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算するステップであって、前記注入制限比は、前記ルーティングノードに注入されるのを前記ルーティングノードにより制限される、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムの百分率である、ステップと、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を、対応するルーティングノードに割り当てるステップであって、各ルーティングノードは、前記対応する注入制限比に基づき、前記現在注入されているパケットに対応するプログラムが前記ルーティングノードに注入されるのを制限する、ステップと、を有する。

第２の態様の第１の実装では、個々のルーティングノードに現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦに基づき、前記現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算するステップは、前記個々のルーティングノードに前記現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦ、並びに注入制限比の式に基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して前記個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を決定するステップであって、前記注入制限比の式は、

であり、Ｔは前記注入制限比を表し、Ｐｒｉｏｒｉｔｙは前記現在注入されているパケットのプログラム優先度を表し、δ、α、β、λは定数である、ステップ、を有する。

第２の態様の第２の実装では、第２の態様又は第２の態様の第１の実装又は第２の態様の第２の実装の組合せで、前記方法は、各ルーティングノードについて、前記ルーティングノードの前記スタービング比を前記ルーティングノードに対応するスタービング比閾と比較して、前記ルーティングノードが輻輳に直面するか否かを決定するステップと、前記ＮＯＣ電子要素内のルーティングノードが輻輳に直面する場合、前記ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面すると決定するステップと、を更に有する。

第３の態様では、ＮＯＣ電子要素が提供され、前記ＮＯＣ電子要素は、少なくとも１つのルーティングノードを有し、各ルーティングノードは、記憶装置と、プロセッサと、スイッチユニットと、入力ポートと、出力ポートと、を有し、前記記憶装置は、ルーティングテーブルを格納するよう構成され、前記ルーティングテーブルにはパスが記録され、該パスに沿ってパケットが宛先に到達し、前記プロセッサは、１処理期間内に、同じ転送ポートへ送信される必要のある複数のパケットを受信し、前記複数のパケットの優先度情報を取得し、前記優先度情報に基づき前記複数のパケットの優先度レベルを決定し、前記転送ポートを通じて最高優先度を有するパケットを送信するよう構成され、各パケットについて、前記優先度情報は、前記パケットの時間長情報と、前記パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報と、を有し、前記パケットの時間長情報は前記パケットが前記ＮＯＣ内に滞在する期間を表す。

第３の態様の第１の実装では、前記記憶装置は、優先度閾を格納するよう更に構成され、前記プロセッサが前記複数のパケットの前記優先度情報を取得し、前記優先度情報に基づき前記複数のパケットの前記優先度レベルを決定するとき、前記プロセッサは、前記パケットの前記優先度情報を取得し、前記記憶装置から前記優先度閾を取得し、前記パケットの前記優先度情報及び前記優先度閾に基づき前記パケットの前記優先度レベルを決定するよう更に構成される。

第３の態様の第２の実装では、前記プロセッサは、パケットが前記ＮＯＣ内の前記少なくとも１つのルーティングノードのうちの第１のルーティングノードに入るとき、前記少なくとも１つのルーティングノードのうちの前記第１のルーティングノードに対応するＣＰＵのレジスタから、前記パケットに対応する前記優先度情報を取得し、前記パケットのヘッダに前記パケットに対応する前記優先度情報を書き込むよう更に構成され、前記プロセッサが前記複数のパケットの前記優先度情報を取得し、前記優先度情報に基づき前記複数のパケットの前記優先度レベルを決定するとき、前記プロセッサは、前記パケットのヘッダから各パケットに対応する前記優先度情報を読み出し、前記パケットの前記優先度情報に基づき前記パケットの前記優先度レベルを得るよう更に構成される。

第３の態様の第３の実装では、第３の態様又は第３の態様の第１の実装又は第３の態様の第２の実装の組合せで、前記プロセッサは、前記転送ポートに加えて他の転送ポートを通じて、前記最高優先度を有するパケットに加えて他のパケットを転送するよう更に構成される。

第４の態様では、ＮＯＣ電子要素が提供され、前記ＮＯＣ電子要素は、少なくとも１つのルーティングノードとデータプロセッサとを有し、各ルーティングノードは注入ポートと少なくとも１つの転送ポートとを有し、前記データプロセッサは、前記ＮＯＣ電子要素内の前記ルーティングノードから、前記ＮＯＣ電子要素内の各ルーティングノードのノード情報を取得するよう構成され、前記ノード情報は、前記ルーティングノードのスタービング比と、前記ルーティングノードに現在注入されているパケットに対応するプログラムの各パケットについてのＩＰＦ（instructions per flit）数量と、前記現在注入されているパケットの優先度を示すプログラム優先度情報とを有し、前記データプロセッサは、前記ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面する場合、個々のルーティングノードに前記現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦに基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して前記個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算するよう更に構成され、前記注入制限比は、前記ルーティングノードに注入されるのを前記ルーティングノードにより制限される、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムの百分率であり、前記データプロセッサは、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を対応するルーティングノードに割り当てるよう更に構成され、各ルーティングノードは、前記データプロセッサにより割り当てる前記対応する注入制限比に基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムが前記ルーティングノードに注入されるのを制限するよう構成される。

第４の態様の第１の実装では、前記データプロセッサが、個々のルーティングノードに現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦに基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して前記個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を計算するとき、前記データプロセッサは、前記個々のルーティングノードに前記現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦ、並びに注入制限比の式に基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して前記個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を決定するよう更に構成され、前記注入制限比の式は、

であり、Ｔは前記注入制限比を表し、Ｐｒｉｏｒｉｔｙは前記現在注入されているパケットのプログラム優先度を表し、δ、α、β、λは定数である、ステップ、を有する。

第４の態様の第２の実装では、第４の態様又は第４の態様の第１の実装の組合せで、前記データプロセッサは、各ルーティングノードについて、前記ルーティングノードの前記スタービング比を前記ルーティングノードに対応するスタービング比閾と比較して、前記ルーティングノードが輻輳に直面するか否かを決定し、前記ＮＯＣ電子要素内のルーティングノードが輻輳に直面する場合、前記ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面すると決定するよう更に構成される。

第４の態様の第３の実装では、第４の態様又は第４の態様の第１の実装又は第４の態様の第２の実装の組合せで、前記ＮＯＣ電子要素内の各ルーティングノードの前記ノード情報は、前記ルーティングノードのレジスタに格納される。

第５の態様では、ＮＯＣ電子要素が提供され、前記ＮＯＣ電子要素は、少なくとも１つのルーティングノードとデータプロセッサとを有し、各ルーティングノードは注入ポートと少なくとも１つの転送ポートとを有し、前記ＮＯＣ電子要素内の前記ルーティングノードは、１処理期間内に、同じ転送ポートへ送信される必要のある複数のパケットを受信し、パケットの優先度情報を取得し、前記優先度情報に基づき前記パケットの優先度レベルを決定し、前記転送ポートを通じて最高優先度を有するパケットを送信するよう構成されｆ、前記優先度情報は、前記パケットの時間長情報と、前記パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報とを有し、前記パケットの前記時間長情報は、前記パケットが前記ＮＯＣ内に滞在する期間を表し、前記データプロセッサは、前記ＮＯＣ電子要素内の前記ルーティングノードから、前記ＮＯＣ電子要素内の各ルーティングノードのノード情報を取得するよう構成され、前記ノード情報は、前記ルーティングノードのスタービング比、前記ルーティングノードに現在注入されているパケットに対応する各パケットのＩＰＦ、及び前記プログラムのプログラム優先度情報を有し、前記プログラム優先度情報は、前記現在注入されているパケットの優先度を示すために用いられ、前記ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面する場合、前記データプロセッサは、個々のルーティングノードに現在注入されているパケットのプログラム優先度情報及び前記ＩＰＦに基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算するよう更に構成され、前記注入制限比は、前記ルーティングノードに注入されるのを前記ルーティングノードにより制限される、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムの百分率であり、前記データプロセッサは、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して前記個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を、対応するルーティングノードに割り当てるよう更に構成され、前記ＮＯＣ電子要素内の各ルーティングノードは、前記データプロセッサにより割り当てられた前記対応する注入制限比に基づき、前記現在注入されているパケットに対応するプログラムが前記ルーティングノードに注入されるのを制限するよう更に構成される。

本発明の実施形態による無バッファＮＯＣのデータ処理方法及びＮＯＣ電子要素では、ルーティングノードは、１処理期間内に、同じ転送ポートへ送信される必要のある複数のパケットを受信し、パケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づきパケットの優先度レベルを決定する。ここで、優先度情報は、パケットの時間長情報と、パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報を有する。パケットの時間長情報は、パケットがＮＯＣに残っている時間期間を表す。そして、最高優先度を有するパケットは、転送ポートを通じて転送される。したがって、高い優先度を有するパケットほど、パケットが転送ポートを通じてルーティングノードに注入されるとき、勝利の大きな可能性を有し得る。高いプログラム優先度を有するパケットが無バッファＮＯＣ内に残っている時間期間は、短縮される。さらに、高い優先度を有するプログラムの性能は、高いプログラム優先度を有するパケットが偏向される割合を低減することにより、向上される。

本発明の実施形態による又は従来技術による技術的ソリューションを当業者に良好に理解させるために、本開示の中で用いられる図面を以下に簡単に説明する。明らかに、以下に説明する図面は、本開示の実施形態のうちのほんの僅かであり、当業者は、創作的作業を有しないでこれらの図面に従って他の図面を得ることができる。
本発明の一実施形態によるＮＯＣ電子要素のルーティングノードのポートの概略図である。 本発明の一実施形態によるルーティングノードの間のパケットのルーティングを示すデータ送信概略図である。 本発明の一実施形態による無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法の概略フローチャートである。 本発明の一実施形態による無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法の概略フローチャートである。 本発明の一実施形態による無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法の概略フローチャートである。 本発明の一実施形態によるＮＯＣ電子要素の概略構造図である。 本発明の一実施形態によるＮＯＣ電子要素の中の任意のルーティングノードの概略構造図である。 本発明の別の実施形態によるＮＯＣ電子要素の概略構造図である。 本発明の更に別の実施形態によるＮＯＣ電子要素の概略構造図である。

本発明の実施形態による技術的ソリューションは、本発明の実施形態において図面と関連して以下により明確に且つ完全に記載される。明らかに、記載される実施形態は、本発明の実施形態の一部のみであり、全ての実施形態ではない。本発明の実施形態に基づき当業者により創造的作業無しに得られる任意の他の実施形態は、本発明の保護範囲に含まれる。

本発明の実施形態は、無バッファネットワークオンチップ（network on chip：ＮＯＣ）に適用される。無バッファＮＯＣは、仮想チャネル及びデータバッファを有しないＮＯＣの一種である。この種類のＮＯＣ電子要素は、ルーティングノードと通信ノードとを有する。ルーティングノードは、一般的計算タスクを満たすよう構成される。一方、通信ノードはルーティングノード間のデータ通信を担う。図１に示すように、図１はルーティングノードのポートの概略図であり、ルーティングノードは、交換スイッチと、ローカルポート（つまり、注入ポート）と、東、南、西及び北の４方向にある転送ポートと、を有する。交換スイッチは、ルーティングノード内の個々のポートリンク間でデータを交換するよう構成される。ローカルポートは、ルーティングノードにより送信されるパケット、及びルーティングノードにより受信されるパケットを転送するよう構成される。４個の転送ポートは、他のルーティングノードに接続され、ルーティングノードと他のルーティングノードとの間のパケット送信のために構成される。東、南、西、及び北の４つの方向にある転送ポートは同じルーティング構造を有するので、各方向の転送ポートは以下のコンポーネント、つまり、仮想チャネル制御部と、入力仮想チャネルバッファモジュールと、ルーティングデコーダと、要求調停器と、を有する。

具体的には、パケットが送信元ルーティングノードのＩＤに基づき送信元ルーティングノードのローカルポートを通ってルーティングノードに入った後、パケットは、該パケットにより運ばれる宛先ルーティングノードのＩＤに基づき、宛先ルーティングノードへ向けて転送されても良い。そして、パケットは、宛先ルーティングノードのローカルポートを通ってルーティングノードから出力される。一例として、ルーティングノード間のパケットのルーティングの概略送信図である図２に示すように、ルーティングノード６を送信元ルーティングノードとしルーティングノード２４を宛先ルーティングノードとするパケット１について、詳細な送信処理は次の通りである。パケット１がルーティングノード６の注入ポートを通って注入された後、パケット１は、ルーティングノード６の東にある転送ポートを通ってルーティングノード１１へ転送される。ルーティングノード１１がパケットを受信した後、ルーティングノード１１は、ルーティングノード１１の東にある転送ポートを通じてルーティングノード１６へパケットを転送しても良い。転送は、このように、パケットがルーティングノード２４へ転送されるまで続く。パケットを受信した後、ルーティングノード２４はパケットを送信しても良い。

上述に基づき、無バッファＮＯＣのための新しいデータ処理方法、及びＮＯＣ電子要素は、本発明の実施形態に従って提供される。

無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法は、本発明の一実施形態に従って提供される。方法は、少なくとも１つのルーティングノードを有するＮＯＣ電子要素に適用される。各ルーティングノードは、注入ポートと、少なくとも１つの転送ポートと、を有する。図３に示すように、無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法は、具体的には以下のステップを有する。

ステップ１０１で、ルーティングノードは、１つの処理期間内に複数のパケットを受信する。ここで、複数のパケットは、同じ転送ポートへ送信される必要がある。

ステップ１０２で、ルーティングノードは、パケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づき、パケットの優先度レベルを決定する。

優先度情報は、該パケットの時間長情報と、該パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報と、を有する。パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報は、パケットに対応するプログラムの優先度を記述する。パケットの時間長情報は、パケットが無バッファＮＯＣ内に留まっている時間期間、つまり、パケットが無バッファＮＯＣに入った後に滞在する時間期間を表す。パケットの時間長情報が長い期間を表す場合、これは、パケットが無バッファＮＯＣ内に滞在する時間長が長いことを示し、パケットがリソースを占有するのを回避するために可能な限り早くパケットを送信する必要がある。したがって、パケットの時間長情報が長い期間を表す場合、該パケットに対応する優先度レベルは高い。例として、パケットの優先度情報は、パケットのヘッダ内のヘッダ情報として格納されても良い。パケットのヘッダは、限定ではないが、宛先ルーティングノードのＩＤ、送信元ルーティングノードのＩＤ、及びパケットのデータ種類を有する。

例として、ルーティングノードは、１処理期間内に、同じ転送ポートを占有する複数のパケットを受信し、各パケットの時間長情報及び各パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報をそれぞれ得て、次に、各パケットの時間長情報及び各パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報に基づき、各パケットの優先度レベルを計算し、最後に、個々のパケットの計算した優先度レベルに基づき、最高優先度を有するパケットを決定して、最高優先度を有するパケットを転送ポートから送信する。

任意で、パケットのプログラム優先度情報がパケットのヘッダ情報から得られる場合には、ステップ１０２の前に、方法は以下のステップを更に有する。

ステップ１０２ａで、パケットがＮＯＣ内のルーティングノードのうちの第１のルーティングノードに入るとき、ルーティングノードは、ルーティングノードのうちの第１のルーティングノードに対応するＣＰＵのレジスタから、該パケットに対応する優先度情報を取得し、該パケットに対応する優先度情報を該パケットのヘッダに書き込む。

さらに、ステップ１０２ａに基づき、ステップ１０２は、具体的には、ルーティングノードにより、パケットのヘッダからパケットに対応する優先度情報を読み出すステップと、パケットの優先度情報に基づき、パケットの優先度レベルを得るステップと、を有する。

一例として、パケットが注入ポートを通じてＮＯＣ電子要素の任意のルーティングノードに注入されるとき、ルーティングノードは、パケットに対応する優先度情報を読み出し、優先度情報をパケットのヘッダに書き込む。ここで、パケットに対応する優先度情報は、ルーティングノードに対応する中央処理装置（ＣＰＵと略す）のレジスタに予め格納される。ルーティングノードに対応するＣＰＵのレジスタに予め格納された優先度情報は、実際のアプリケーション要件に基づき、システム又はユーザにより予め構成される。一例として、ルーティングノードのレジスタは、ルーティングノードに対応するＣＰＵ内のＱｏＳ（Quality of Service）レジスタである。

ステップ１０３で、ルーティングノードは、転送ポートを通じて最高優先度を有するパケットを送信する。

任意で、ステップ１０２の後、以下のステップが更に含まれても良い。

ステップ１０２ｂで、ルーティングノードは、転送ポートに加えて他の転送ポートを通じて、最高優先度を有するパケットに加えて他のパケットを送信する。

一例として、ルーティングノードの１処理期間内に同じ転送ポートへ送信される複数のパケットが存在する場合、ルーティングノードは、各パケットの優先度情報に基づき各パケットの優先度レベルを計算し、優先度レベルに基づき複数のパケットにポートを割り当てる。最高優先度を有するパケットは、転送ポートを直接割り当てられる。つまり、最高優先度を有するパケットは、転送ポートを通じて転送され、一方で、低い優先度を有する他のパケットは偏向される。つまり、他のパケットは、他の転送ポートを通じてそれぞれ送信される。

任意で、ステップ１０２は、具体的に以下のステップを有する。

ステップ１０２ｃ１で、ルーティングノードは、パケットの優先度情報、及び予め格納された優先度閾を得る。

優先度閾、ハンディキャップは、固定パラメータであり、主にＮＯＣネットワークのサイズに基づき決定される（例えば、６４個のコアを有するＮＯＣは１の値を有するハンディキャップに対応し、３２個のコアを有するＮＯＣは別の値を有するハンディキャップに対応する）。ＮＯＣネットワークのサイズが決定された後、ハンディキャップの値は、固定値として呼び出され、変更されない。さらに、ハンディキャップは、ルーティングノードに対応するＣＰＵのレジスタに格納される。ルーティングノードが優先度閾に基づき各パケットの優先度レベルを計算する必要があるとき、優先度閾は、ルーティングノードに対応するＣＰＵのレジスタから読み出されても良い。

ステップ１０２ｃ２で、ルーティングノードは、パケットの優先度情報及び優先度閾に基づき、パケットの優先度レベルを決定する。

一例として、ルーティングノードが各パケットのプログラム優先度情報、各パケットの時間長情報（以後、「age」は「時間長情報」を表すために使用される）、及びＮＯＣのハンディキャップを得た後、ルーティングノードは、式１又は式２により各パケットの優先度レベルを計算しても良い。ここで、ハンディキャップは、個々のパケット間の差を増幅して、高い優先度を有するパケットをより高いレベルに引き上げ、低い優先度を有するパケットをより低いレベルに引き下げるために主に用いられる。具体的には、式１及び式２は以下に示される。
（式１）

（式２）

留意すべきことに、式１及び式２は、実際のアプリケーション状況に基づき変更され設定されても良い。上記の式１及び式２は単なる例であり、本願明細書では詳細な計算式は限定されない。

具体的には、ルーティングノードが個々のパケットの計算した優先度レベルに基づき個々のパケットの転送ポートを割り当てるとき、最高優先度を有するパケットは、転送ポートを通過する。つまり、最高優先度を有するパケットは、転送ポートを通じて転送される。一方で、低い優先度を有する他のパケットは変更される。つまり、他のパケットは、他の転送ポートを通じて転送される。変更されるパケットについて、パケットのageの値は、パケットが他の転送ポートに割り当てられるよう偏向されるときに増大されても良い。したがって、パケットは、次の転送ポートについての競合においてより有利になる。

本発明の本実施形態による無バッファＮＯＣのデータ処理方法では、ルーティングノードは、１処理期間内に、同じ転送ポートへ送信される必要のある複数のパケットを受信し、パケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づきパケットの優先度レベルを決定する。ここで、優先度情報は、パケットの時間長情報と、パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報を有する。パケットの時間長情報は、パケットがＮＯＣに残っている時間期間を表す。そして、最高優先度を有するパケットは、転送ポートを通じて転送される。したがって、高い優先度を有するパケットほど、パケットが転送ポートを通じてルーティングノードに注入されるとき、勝利の大きな可能性を有し得る。高いプログラム優先度を有するパケットが無バッファＮＯＣ内に残っている時間期間は、短縮される。さらに、高い優先度を有するプログラムの性能は、高いプログラム優先度を有するパケットが偏向される割合を低減することにより、向上される。

無バッファＮＯＣのための新しいデータ処理方法は、本発明の一実施形態に従って提供される。方法は、ＮＯＣ電子要素に適用される。ＮＯＣ電子要素は、少なくとも１つのルーティングノードと、データプロセッサと、を有する。図４に示すように、無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法は、具体的には以下のステップを有する。

ステップ２０１で、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、無バッファＮＯＣ内の個々のルーティングノードのノード情報を取得する。

具体的には、本発明の本実施形態によるデータプロセッサは、ＮＯＣ内の中央制御部であっても良く、又はＮＯＣ内の任意のルーティングノードに対応するＣＰＵであっても良く、又は独立計算ユニットであっても良い。本発明の本実施形態のＮＯＣは、少なくとも１つのルーティングノードを有する。各ルーティングノードは、パケットを注入するよう構成される注入ポートと、ネットワークへパケットを転送するよう構成される複数の転送ポートと、を有する。本発明の本実施形態で記載されるルーティングノードのノード情報は、限定ではなく、ルーティングノードのスタービング比（starving ratio）、ＩＰＦ（Instruction Per flit、各パケットに対応する命令の数量）、及びルーティングノードに現在注入されているパケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報、を有する。具体的には、プログラム優先度情報は、現在注入されているパケットの優先度を示すために用いられ、ルーティングノードのスタービング比は、ルーティングノードのスタービング期間の１ＮＯＣデータ期間に対する比であり、スタービング期間は、ルーティングノードでスターベイションが生じている期間である。留意すべきことに、スタービング比は、通常、無バッファＮＯＣの輻輳レベルを反映するために用いられる。

一例として、現在注入されているパケットに対応するプログラムのＩＰＦが高い場合、現在注入されているパケットに対応するプログラムのパケットをルーティングノードに注入するために大量の命令がルーティングノードにより実行される必要があることが示され、さらに、現在注入されているルーティングノードに対応するプログラムがネットワーク遅延に対して高い感度を有することが示される。現在注入されているパケットに対応するプログラムのＩＰＦが低い場合、現在注入されているパケットに対応するプログラムのパケットをルーティングノードに注入するために少量の命令がルーティングノードにより実行される必要があることが示され、さらに、現在注入されているルーティングノードに対応するプログラムがネットワーク遅延に対して低い感度を有することが示される。

具体的には、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサがルーティングノードに現在注入されているパケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報を取得するとき、現在注入されているパケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報は、現在注入されているパケットのヘッダを直接分析することにより取得されても良く、または、パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報は、パケットのヘッダ情報に格納される宛先ルーティングノード、送信元アドレス等に基づき、ルーティングノードのレジスタから直接取得されても良い。

ステップ２０２で、ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面した場合、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、ＩＰＦ及び個々のルーティングノードに現在注入されているパケットのプログラム優先度情報に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムの個々のルーティングノードにより与えられる個々の注入制限比を計算する。

注入制限比は、現在注入されているパケットの百分率である。現在注入されているパケットは、ルーティングノードにより、ルーティングノードに注入されるのを制限される。つまり、注入制限比は、ルーティングノードに現在注入されているパケットに対応するプログラムのパケットの比率であり、該パケットはルーティングノードに注入されるのを制限される。追加で、注入制限比は、次の期間で注入されるべきルーティングノードに対応するＣＰＵのパケットの比率を表すために用いられる。つまり、ルーティングノードに対応するＣＰＵにより送信される各パケットについて、注入される必要があるか否かが注入制限比に基づき決定され、各パケットの注入処理は確率論的処理である。

任意で、ステップ２０３は、具体的に以下のステップを有する。

ステップ２０２ａで、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、個々のルーティングノードに現在注入されているパケットのプログラム優先度情報及びＩＰＦ、並びに注入制限比の式に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムの個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を決定する。

注入制限比の式は、次式である。

ここで、Ｔは注入制限比を表し、Ｐｒｉｏｒｉｔｙは現在注入されているパケットのプログラム優先度を表し、δ、α、β、λは定数である。

一例として、ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面した場合、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、取得した個々のルーティングノードに現在注入されているパケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報及びＩＰＦ、及び注入制限比の式に基づき、予め設定された期間内に個々のルーティングノードに注入されるべきパケットに異なる程度の制限を与える。具体的には、第１の予め設定された閾より低い優先度を有するプログラム、及び第２の予め設定された閾より低いＩＰＦを有するプログラム（つまり、ネットワーク遅延に対して敏感ではないプログラム）では、対応するルーティングノードは、ルーティングノードに注入されるべきプログラムに高い注入制限比を与える。該プログラムは現在注入されているパケットに対応する。言い換えると、低い優先度を有するプログラム及びネットワーク遅延に対して低い感度を有するプログラムは、ルーティングノードに注入されるのを制限される。したがって、ＮＯＣ電子要素内のパケット量は低減されるので、ＮＯＣ電子要素内の輻輳は緩和される。一方、第１の予め設定された閾より高い優先度を有するプログラムでは、対応するルーティングノードは、現在注入されているパケットに対応する、ルーティングノードに注入されるべきプログラムに低い注入制限比を与える。したがって、高い優先度を有するプログラムは、ルーティングノードへの注入に成功する大きな可能性を与えられ、高い優先度を有するプログラムは、スターベイション及び偏向の最小限の発生を保証される。したがって、パケットがＮＯＣ電子要素内に残存する期間は直接的に短縮され、ＮＯＣ電子要素の輻輳は低減される。

具体的には、上述の注入制限比の式から、各ルーティングノードに現在注入されているパケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報とＩＰＦとの間に逆相関があること、したがって、第１の予め設定された閾より高い優先度を有するプログラムの注入制限比は、第１の予め設定された閾より低い優先度を有するプログラム及び第２の予め設定された閾より低いＩＰＦを有するプログラムの注入制限比より低いことが分かる。更に留意すべきことに、δは、計算される注入制限比が小さすぎることを防ぐために設定される最小閾である。

任意で、ステップ２０２の前に、以下のステップが更に含まれても良い。

ステップ２０２ｂで、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、各ルーティングノードについて、ルーティングノードのスタービング比をルーティングノードに対応するスタービング比閾と比較して、ルーティングノードが輻輳に直面するか否かを決定する。

ＮＯＣ電子要素内の任意のルーティングノードが輻輳に直面する場合、無バッファＮＯＣは輻輳に直面すると決定される。

ＮＯＣ電子要素内の任意のルーティングノードで輻輳が生じる場合、無バッファＮＯＣは輻輳に直面すると決定される。具体的には、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサが各ルーティングノードについて輻輳決定を実行するとき、ルーティングノードのスタービング比は、ルーティングノードについて予め設定されたスタービング比閾と比較され、ルーティングノードのスタービング比がルーティングノードについて予め設定されたスタービング比閾を超える場合、ルーティングノードで輻輳が生じると考えられる。留意すべきことに、個々のルーティングノードは異なるスタービング比閾に対応する。各ルーティングノードのスタービング比閾は、ルーティングノードのスタービング比、現在注入されているパケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報及びＩＰＦ、並びに現在のアプリケーションシナリオの組合せに基づき、ルーティングノードにより取得される。

ステップ２０３で、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、個々のルーティングノードにより現在注入されているパケットに対応するプログラムに与えられる注入制限比を対応するルーティングノードに割り当て、個々のルーティングノードは、対応する注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムがルーティングノードに注入されるのを制限する。

具体的には、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサが、パケットについて個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算した後に、個々のルーティングノードに対応する注入制限比は、対応するルーティングノードに割り当てられる。注入制限比を受信した後に、各ルーティングノードは、受信した注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムの個々のパケットについて注入決定を実行しても良い。例えば、特定のルーティングノードの注入制限比が５０％である場合には、ルーティングノードは、５０％の注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムのパケットの５０％がルーティングノードに注入されるのを制限する。

本発明の本実施形態による無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法では、ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面する場合、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、個々のルーティングノードのノード情報に含まれる、個々のルーティングノードに現在注入されているパケットのプログラムのプログラム優先度情報及びＩＰＦに基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムについて、個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算する。具体的には、第１の予め設定された閾より高い優先度を有するプログラムの注入制限比は、第１の予め設定された閾より低い優先度を有するプログラムの及び第２の予め設定された閾より低いＩＰＦを有するプログラムの注入制限比より低い。次に、個々のルーティングノードに対応する注入制限比は、それぞれ対応するルーティングノードに割り当てられる。各ルーティングノードは、対応する注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムの個々のパケットをルーティングノードに注入するか否かを決定する。したがって、ルーティングノードが、割り当てられた注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムのパケットに対して制限を実行するとき、高い優先度を有するプログラムに対応する注入制限比は比較的低いので、高い優先度を有するプログラムのパケットは、転送ポートからルーティングノードに出来る限り早く注入されるのを保証される。したがって、高い優先度を有するプログラムのパケットは偏向される回数が低減され、高い優先度を有するプログラムの全体性能は向上され、高い優先度を有するプログラムのパケット送信効率は向上され、無バッファＮＯＣの輻輳は緩和される。

留意すべきことに、図２に対応する実施形態で記載したように、１処理期間内に、ルーティングノードがパケットのプログラム優先度に基づき同じ転送ポートへ送信される個々のパケットに転送ポートを割り当てる処理、並びに、図３に対応する実施形態で記載したように、ＮＯＣ電子要素内の輻輳中に、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサが、ＮＯＣ電子要素内の輻輳状況及びプログラムのプログラム優先度に基づき、個々のルーティングノードに注入されるパケットに対応するプログラムに異なる程度の制限を与える処理は、同じ実施形態で実装されても良い。

以上に基づき、無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法は、本発明の一実施形態に従って提供される。上述の実施形態に関連する技術用語及び概念の説明については、図２及び３に対応する実施形態を参照しても良い。これらは本願明細書で詳述されない。具体的には、本発明の本実施形態は、ＮＯＣ電子要素に適用される。ＮＯＣ電子要素は、少なくとも１つのルーティングノードと、データプロセッサと、を有する。データプロセッサは、ＮＯＣ内の中央制御部であっても良く、又はＮＯＣ内の任意のルーティングノードに対応するＣＰＵであっても良く、又は独立計算ユニットであっても良い。ＮＯＣ内の各ル―ティングノードは、パケットを注入するよう構成される１つの注入ポートと、パケットをネットワークへ転送するよう構成される複数の転送ポートと、を有する。図５に示すように、無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法は、具体的には以下のステップを有する。

ステップ３０１ａで、ルーティングノードは、１処理期間内に同じ転送ポートへ送信される必要がある複数のパケットを受信する。

ステップ３０２ａで、ルーティングノードは、パケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づき、パケットの優先度レベルを決定する。

ステップ３０３ａ１で、ルーティングノードは、転送ポートを通じて最高優先度を有するパケットを送信する。

ステップ３０３ａ２で、ルーティングノードは、転送ポートに加えて他の転送ポートを通じて、最高優先度を有するパケットに加えて他のパケットを送信する。

ステップ３０１ａ乃至ステップ３０３ａ１を実行する過程で、又はステップ３０１ａ乃至ステップ３０３ａ２を実行する過程で、無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法は、以下のステップを更に有する。

ステップ３０１ｂで、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、無バッファＮＯＣ内の個々のルーティングノードのノード情報を取得する。

ステップ３０２ｂで、ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面した場合、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、ＩＰＦ及び個々のルーティングノードに現在注入されているパケットのプログラム優先度情報に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムの個々のルーティングノードにより与えられる個々の注入制限比を計算する。

注入制限比は、ルーティングノードによりルーティングノードに注入されるのを制限される、現在注入されているパケットに対応するプログラムの百分率である。

任意で、ステップ３０２ｂは、具体的に以下のステップを有する。

ステップ３０２ｂ１で、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、個々のルーティングノードに現在注入されているパケットのプログラム優先度情報及びＩＰＦ並びに注入制限比の式に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムの個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を決定する。

注入制限比の式は、次式である。

ここで、Ｔは注入制限比を表し、Ｐｒｉｏｒｉｔｙは現在注入されているパケットのプログラム優先度を表し、δ、α、β、λは定数である。

任意で、ステップ３０２ｂの前に、以下のステップが更に含まれる。

ステップ３０２ｂ２で、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、各ルーティングノードについて、ルーティングノードのスタービング比をルーティングノードに対応するスタービング比閾と比較して、ルーティングノードが輻輳に直面するか否かを決定する。

ＮＯＣ電子要素内の任意のルーティングノードが輻輳に直面する場合、無バッファＮＯＣは輻輳に直面すると決定される。

ステップ３０３ｂで、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、個々のルーティングノードにより現在注入されているパケットに対応するプログラムに与えられる注入制限比を対応するルーティングノードに割り当て、個々のルーティングノードは、対応する注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムがルーティングノードに注入されるのを制限する。

一例として、上述のステップ３０１ａ乃至３０４ａ１又は３０４ａ２は、１処理期間内に、ルーティングノードが同じ転送ポートへ送信される個々のパケットに転送ポートを割り当てる処理を説明し、ステップ３０１ｂ乃至３０４ｂは、ＮＯＣ電子要素の輻輳中に、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサが、ＮＯＣ電子要素の輻輳状況、及び個々のルーティングノードに注入されるパケットに対応するプログラムのプログラム優先度に基づき、個々のルーティングノードに注入されるパケットに対応するプログラムに異なる程度の制限を与える処理を説明する。

本発明の本実施形態による無バッファＮＯＣのデータ処理方法では、ＮＯＣ電子要素内のルーティングノードが、パケットのプログラム優先度に基づき、同じ転送ポートへ送信される個々のパケットに転送ポートを割り当てる処理により、高い優先度を有するパケットは、パケットが転送ポートを通じてルーティングノードに注入されるとき、勝利の大きな可能性を有し、高いプログラム優先度を有するパケットが無バッファＮＯＣ内に残存する期間は短縮され、さらに、高いプログラム優先度を有するパケットが偏向される割合を低減することにより、高い優先度を有するプログラムの性能は向上される。追加で、ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面する場合、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、個々のルーティングノードのノード情報に基づき、現在注入されているパケットに対応する個々のプログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算し、注入制限比を個々のルーティングノードに対応させる。具体的には、第１の予め設定された閾より高い優先度を有するプログラムの注入制限比は、第１の予め設定された閾より低い優先度を有するプログラムの及び第２の予め設定された閾より低いＩＰＦを有するプログラムの注入制限比より低い。次に、計算された注入制限比は、それぞれ対応するルーティングノードに割り当てられる。したがって、各ルーティングノードは、対応する注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムの個々のパケットをルーティングノードに注入するか否かを決定する。上述の処理により、ルーティングノードが、割り当てられた注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムのパケットに対して制限を実行するとき、高い優先度を有するプログラムに対応する注入制限比は比較的低いので、高い優先度を有するプログラムのパケットは、転送ポートからルーティングノードに出来る限り早く注入されるのを保証される。したがって、高い優先度を有するプログラムのパケットは偏向される回数が低減され、高い優先度を有するプログラムの全体性能は向上され、高い優先度を有するプログラムのパケット送信効率は向上され、無バッファＮＯＣの輻輳は緩和される。

ＮＯＣ電子要素は、本発明の一実施形態に従って提供される。図６に示すように、ＮＯＣ電子要素３は、少なくとも１つのルーティングノード３１を有する。具体的には、ＮＯＣ電子要素の１つのルーティングノードの概略構造図である図７に示すように、ルーティングノード３１は、記憶装置３１１、プロセッサ３１２、スイッチユニット、入力ポート、及び出力ポートを有する。プロセッサ及び記憶装置の機能を以下に説明する。

記憶装置３１１は、ルーティングテーブルを格納する。ルーティングテーブルにはパスが記録され、該パスに沿って、パケットが宛先に到達する。

プロセッサ３１２は、１処理期間内に、同じ転送ポートへ送信される必要のある複数のパケットを受信し、パケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づきパケットの優先度レベルを決定する。優先度情報は、パケットの時間長情報、及びパケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報を有する。パケットの時間長情報は、パケットがＮＯＣ内に残存する期間を表す。そして、プロセッサ３１２は、転送ポートを通じて最高優先度を有するパケットを送信する。

任意で、記憶装置３１１は、優先度閾を格納するよう更に構成される。

プロセッサ３１４がパケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づきパケットの優先度レベルを決定するとき、プロセッサ３１４は、具体的には、パケットの優先度情報を取得し、記憶装置から優先度閾を取得し、パケットの優先度情報及び優先度閾に基づき、パケットの優先度レベルを得るよう構成される。

任意で、プロセッサ３１４は、パケットがＮＯＣ内のルーティングノードのうちの第１のルーティングノードに入るとき、ルーティングノードは、ルーティングノードのうちの第１のルーティングノードに対応するＣＰＵのレジスタから、該パケットに対応する優先度情報を取得し、該パケットに対応する優先度情報を該パケットのヘッダに書き込むよう更に構成される。

プロセッサ３１４がパケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づきパケットの優先度レベルを決定するとき、プロセッサ３１４は、具体的には、各パケットに対応する優先度情報をパケットのヘッダから読み出し、パケットの優先度情報に基づき、パケットの優先度レベルを得るよう構成される。

任意で、プロセッサ３１４は、転送ポートに加えて他の転送ポートを通じて、最高優先度を有するパケットに加えて他のパケットを送信するよう更に構成される。

本発明の実施形態によるＮＯＣ電子要素では、ルーティングノードは、１処理期間内に、同じ転送ポートへ送信される必要のある複数のパケットを受信し、パケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づきパケットの優先度レベルを決定する。ここで、優先度情報は、パケットの時間長情報と、パケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報を有する。パケットの時間長情報は、パケットがＮＯＣに残っている時間期間を表す。そして、最高優先度を有するパケットは、転送ポートを通じて転送される。したがって、高い優先度を有するパケットほど、パケットが転送ポートを通じてルーティングノードに注入されるとき、勝利の大きな可能性を有し得る。高いプログラム優先度を有するパケットが無バッファＮＯＣ内に残っている時間期間は、短縮される。さらに、高い優先度を有するプログラムの性能は、高いプログラム優先度を有するパケットが偏向される割合を低減することにより、向上される。

ＮＯＣ電子要素は、本発明の一実施形態に従って提供される。図８に示すように、ＮＯＣ電子要素４は、少なくとも１つのルーティングノード４１及びデータプロセッサ４２を有する。データプロセッサ４２は、ＮＯＣ内の中央制御部であっても良く、又はＮＯＣ内の任意のルーティングノードに対応するＣＰＵであっても良く、又は独立計算ユニットであっても良い。ＮＯＣ内の各ルーティングノード４１は、パケットを注入するよう構成される１つの注入ポートと、パケットをネットワークへ転送するよう構成される複数の転送ポートと、を有する。

データプロセッサ４２は、ＮＯＣ電子要素４内の各ルーティングノード４１のノード情報を、ＮＯＣ電子要素４内のルーティングノードから取得するよう構成される。

ノード情報は、ルーティング４１のスタービング比、ルーティングノード４１に現在注入されているパケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報及びＩＰＦを有する。プログラム優先度情報は、現在注入されているパケットの優先度を示すために用いられる。

データプロセッサ４２は、ＮＯＣ電子要素４が輻輳に直面する場合、各ルーティングノード４１に現在注入されているパケットのプログラム優先度情報及びＩＰＦに基づき、各ルーティングノード４１により現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して与えられる注入制限比を計算するよう更に構成される。

注入制限比は、ルーティングノード４１によりルーティングノードに注入されるのを制限される、現在注入されているパケットに対応するプログラムの百分率である。

データプロセッサ４２は、現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して個々のルーティングノード４１により与えられる注入制限比を、対応するルーティングノード４１に割り当てるよう更に構成される。

各ルーティングノード４１は、データプロセッサ４２により割り当てられる対応する注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムがルーティングノード４１に注入されるのを制限するよう構成される。

任意で、データプロセッサ４２が各ルーティングノード４１に現在注入されているパケットのプログラム優先度情報及びＩＰＦに基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して各ルーティングノード４１により与えられる注入制限比を計算するとき、データプロセッサ４２は、詳細には、ルーティングノード４１に現在注入されているパケットのプログラム優先度情報及びＩＰＦ、並びに注入制限比の式に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して各ルーティングノード４１により与えられる注入制限比を決定するよう構成される。

注入制限比の式は、次式である。

ここで、Ｔは注入制限比を表し、Ｐｒｉｏｒｉｔｙは現在注入されているパケットのプログラム優先度を表し、δ、α、β、λは定数である。

任意で、データプロセッサ４２は、ＮＯＣ電子要素４が輻輳に直面するか否かを、各ルーティングノード４１のスタービング比に基づき決定する。具体的には、データプロセッサ４２は、各ルーティングノード４１について、ルーティングノード４１のスタービング比をルーティングノード４１に対応するスタービング比閾と比較して、ルーティングノード４１が輻輳に直面するか否かを決定する。

ＮＯＣ電子要素４内の任意のルーティングノード４１が輻輳に直面する場合、ＮＯＣ電子要素４は輻輳に直面すると決定される。

任意で、ＮＯＣ電子要素４内の各ルーティングノード４１のノード情報は、ルーティングノード４１のレジスタに格納される。

本発明の本実施形態によるＮＯＣ電子要素では、無バッファＮＯＣが輻輳に直面する場合、無バッファＮＯＣ内のデータプロセッサは、個々のルーティングノードのノード情報に含まれる、個々のルーティングノードに現在注入されているパケットのプログラムのプログラム優先度情報及びＩＰＦに基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算する。具体的には、第１の予め設定された閾より高い優先度を有するプログラムの注入制限比は、第１の予め設定された閾より低い優先度を有するプログラムの及び第２の予め設定された閾より低いＩＰＦを有するプログラムの注入制限比より低い。次に、個々のルーティングノードに対応する注入制限比は、それぞれ対応するルーティングノードに割り当てられる。各ルーティングノードは、対応する注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムの個々のパケットをルーティングノードに注入するか否かを決定する。したがって、ルーティングノードが、割り当てられた注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムのパケットに対して制限を実行するとき、高い優先度を有するプログラムに対応する注入制限比は比較的低いので、高い優先度を有するプログラムのパケットは、転送ポートからルーティングノードに出来る限り早く注入されるのを保証される。したがって、高い優先度を有するプログラムのパケットは偏向される回数が低減され、高い優先度を有するプログラムの全体性能は向上され、高い優先度を有するプログラムのパケット送信効率は向上され、無バッファＮＯＣの輻輳は緩和される。

ＮＯＣ電子要素は、本発明の一実施形態に従って提供される。図９に示すように、ＮＯＣ電子要素５は、少なくとも１つのルーティングノード５１及びデータプロセッサ５２を有する。各ルーティングノード５１は、ルーティングノード５１の外部からのパケットを注入するよう構成される注入ポートと、ルーティングノード５１からネットワークへパケットを転送するよう構成される少なくとも１つの転送ポートと、を有する。データプロセッサ５２は、ＮＯＣ内の中央制御部であっても良く、又はＮＯＣ内の任意のルーティングノードに対応するＣＰＵであっても良く、又は独立計算ユニットであっても良い。

ＮＯＣ電子要素５内のルーティングノード５１は、１処理期間内に、同じ転送ポートへ送信される必要のある複数のパケットを受信し、パケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づきパケットの優先度レベルを決定する。優先度情報は、パケットの時間長情報、及びパケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報を有する。パケットの時間長情報は、パケットがＮＯＣ内に残存する期間を表す。そして、ルーティングノード５１は、転送ポートを通じて最高優先度を有するパケットを送信する。

データプロセッサ５２は、ＮＯＣ電子要素５内の各ルーティングノード５１のノード情報を、ＮＯＣ電子要素５内のルーティングノードから取得するよう構成される。ノード情報は、ルーティング５１のスタービング比、ルーティングノード５１に現在注入されているパケットに対応するプログラムのプログラム優先度情報及びＩＰＦを有する。プログラム優先度情報は、現在注入されているパケットの優先度を示すために用いられる。データプロセッサ５２は、各ルーティングノード５１のスタービング比に基づきＮＯＣ電子要素５が輻輳に直面するか否かを決定するよう更に構成される。ＮＯＣ電子要素５が輻輳に直面する場合、データプロセッサ５２は、各ルーティングノード５１に現在注入されているパケットのプログラム優先度情報及びＩＰＦに基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して各ルーティングノード５１により与えられる注入制限比を計算するよう更に構成される。注入制限比は、ルーティングノード５１によりルーティングノード５１に注入されるのを制限される、現在注入されているパケットに対応するプログラムの百分率である。データプロセッサ５２は、現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して個々のルーティングノード５１により与えられる注入制限比を、対応するルーティングノード５１に割り当てるよう更に構成される。

ＮＯＣ電子要素内の各ルーティングノード５１は、データプロセッサ５２により割り当てられる対応する注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムがルーティングノード４１に注入されるのを制限するよう更に構成される。

任意で、ルーティングノード５１は、転送ポートに加えて他の転送ポートを通じて、最高優先度を有するパケットに加えて他のパケットを送信するよう更に構成される。

任意で、ルーティングノード５１がパケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づきパケットの優先度レベルを決定するとき、ルーティングノード５１は、具体的には、各パケットの優先度情報及び優先度閾を取得し、パケットの優先度情報及び優先度閾に基づき各パケットの優先度レベルを決定するよう構成される。

任意で、ルーティングノード５１は、パケットがＮＯＣ内のルーティングノードのうちの第１のルーティングノードに入るとき、ルーティングノードは、ルーティングノードのうちの第１のルーティングノードに対応するＣＰＵのレジスタから、該パケットに対応する優先度情報を取得し、該パケットに対応する優先度情報を該パケットのヘッダに書き込むよう更に構成される。

ルーティングノード５１がパケットの優先度情報を取得し、優先度情報に基づきパケットの優先度レベルを決定するとき、ルーティングノード５１は、具体的には、各パケットに対応する優先度情報をパケットのヘッダから読み出し、パケットの優先度情報に基づき、パケットの優先度レベルを得るよう構成される。

任意で、データプロセッサ５２が各ルーティングノード５１に現在注入されているパケットのプログラム優先度情報及びＩＰＦに基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して各ルーティングノード５１により与えられる注入制限比を計算するとき、データプロセッサ５２は、詳細には、各ルーティングノード５１に現在注入されているパケットのプログラム優先度情報及びＩＰＦ、並びに注入制限比の式に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して各ルーティングノード５１により与えられる注入制限比を決定する。注入制限比の式は、次式である。

ここで、Ｔは注入制限比を表し、Ｐｒｉｏｒｉｔｙは現在注入されているパケットのプログラム優先度を表し、δ、α、β、λは定数である。

任意で、データプロセッサが、各ルーティングノード５１のスタービング比に基づきＮＯＣ電子要素が輻輳に直面するか否かを決定するとき、データプロセッサは、具体的には、各ルーティングノード５１について、ルーティングノード５１のスタービング比をルーティングノード５１に対応するスタービング比閾と比較して、ルーティングノード５１が輻輳に直面するか否かを決定するよう構成される。

ＮＯＣ電子要素５内の任意のルーティングノード５１が輻輳に直面する場合、ＮＯＣ電子要素５は輻輳に直面すると決定される。

任意で、ＮＯＣ電子要素５内の各ルーティングノード５１のノード情報は、ルーティングノード５１のレジスタに格納される。

本発明の本実施形態によるＮＯＣ電子要素では、ＮＯＣ電子要素内のルーティングノードが、パケットのプログラム優先度に基づき、同じ転送ポートへ送信される個々のパケットに転送ポートを割り当てる処理により、高い優先度を有するパケットは、パケットが転送ポートを通じてルーティングノードに注入されるとき、勝利の大きな可能性を有し、高いプログラム優先度を有するパケットが無バッファＮＯＣ内に残存する期間は短縮され、さらに、高いプログラム優先度を有するパケットが偏向される割合を低減することにより、高い優先度を有するプログラムの性能は向上される。追加で、ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面する場合、ＮＯＣ電子要素内のデータプロセッサは、個々のルーティングノードのノード情報に基づき、現在注入されているパケットに対応する個々のプログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算し、注入制限比を個々のルーティングノードに対応させる。具体的には、第１の予め設定された閾より高い優先度を有するプログラムの注入制限比は、第１の予め設定された閾より低い優先度を有するプログラムの及び第２の予め設定された閾より低いＩＰＦを有するプログラムの注入制限比より低い。次に、計算された注入制限比は、それぞれ対応するルーティングノードに割り当てられる。したがって、各ルーティングノードは、対応する注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムの個々のパケットをルーティングノードに注入するか否かを決定する。上述の処理により、ルーティングノードが、割り当てられた注入制限比に基づき、現在注入されているパケットに対応するプログラムのパケットに対して制限を実行するとき、高い優先度を有するプログラムに対応する注入制限比は比較的低いので、高い優先度を有するプログラムのパケットは、転送ポートからルーティングノードに出来る限り早く注入されるのを保証される。したがって、高い優先度を有するプログラムのパケットは偏向される回数が低減され、高い優先度を有するプログラムの全体性能は向上され、高い優先度を有するプログラムのパケット送信効率は向上され、無バッファＮＯＣの輻輳は緩和される。

機能モジュールの上述の部分が便宜上及び簡単な説明のために示されたことが当業者には明らかである。実際には、上述の機能は、必要に応じて異なる機能モジュールにより達成できる。つまり、装置は、上述の機能の全部又は一部を実装する異なる機能モジュールに分割されても良い。上述のシステム、装置及びユニットの分割された動作処理は、前述の方法の実施形態で対応する動作処理を表しても良く、ここでは繰り返されない。

理解されるべきことに、本発明の実施形態によると、開示のシステム、装置及び方法は、他の方法で実装されても良い。例えば、記載した装置の実施形態は単なる例である。ユニットの分割は単に論理的機能に基づき、ユニットは実際には他の手法で分割されても良い。例えば、複数のユニット又はモジュールは、結合されても良く、別のシステムに統合されても良く、あるいは、幾つかの機能は省略されても良く又は実装されても良い。追加で、個々のコンポーネント間の示された又は議論された結合、直接結合、又は通信接続は、幾つかのインタフェース、装置、又はユニット間の、電気的、機械的又は他の形式の間接結合又は通信接続により実装されても良い。

別個のコンポーネントとして記載されたユニットは、物理的に別個であっても良く、そうでなくても良い。ユニットとして示したコンポーネントは、物理的ユニットであっても良く、そうでなくても良い。つまり、ユニットは、１つの場所に配置されても良く、又は複数のネットワークユニットに分散されても良い。ユニットの全部又は一部は、本発明の実施形態によるソリューションを実装する実際の必要に基づき選択されても良い。

追加で、本発明の実施形態による個々の機能ユニットは、１つの処理ユニットに統合されても良い。または、ユニットは、別個に存在しても良い。または、２以上のユニットは１つのユニットに統合されても良い。統合されたユニットは、ハードウェア又はソフトウェア機能ユニットの形式で実装されても良い。

機能がソフトウェア機能ユニットの形式で実装され、ソフトウェア機能ユニットが別個の製品として販売され又は使用される場合、ソフトウェア機能ユニットは、コンピュータ可読記憶媒体に格納されても良い。このような理解に基づき、本開示の技術的ソリューション、既存の技術に貢献する本開示の部分、又は技術的ソリューションの部分は、コンピュータソフトウェア製品の形式で実現されても良い。コンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体に格納され、コンピュータ装置（パーソナルコンピュータ、サーバ、ネットワーク装置、等であっても良い）に、本発明の実施形態による方法のステップの全部又は一部を実施するよう指示する複数の命令を有する。前述の記憶媒体は、プログラムコードを格納できる種々の媒体を含み、例えばＵＳＢディスク、モバイルハードディスクドライブ、ＲＯＭ（Read−Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、磁気ディスク、光ディスク、等を含む。

上述の実施形態は、単に、本発明の技術的ソリューションを説明することを意図するものであり、本発明を限定するものではない。本発明は前述の実施形態と関連して詳述されたが、前述の実施形態に従って技術的ソリューションに変更が行われても良いこと、又は実施形態の幾つかの技術的特徴が等価物により置換されても良いことが、当業者により理解されるべきである。これらの変更及び等価物は、関連する技術的ソリューションを、本発明の実施形態による技術的ソリューションの精神及び範囲から逸脱させるものではない。

３ ＮＯＣ電子要素
３１ ルーティングノード
３１１ 記憶装置
３１２ プロセッサ
４ ＮＯＣ電子要素
４１ ルーティングノード
４２ データプロセッサ
５ ＮＯＣ電子要素
５１ ルーティングノード
５２ データプロセッサ

Claims (7)

1. 無バッファＮＯＣのためのデータ処理方法であって、前記無バッファＮＯＣ電子要素に適用され、前記方法は、
   前記ＮＯＣ電子要素内の各ルーティングノードのノード情報を取得するステップであって、前記ノード情報は、前記ルーティングノードのスタービング比と、前記ルーティングノードに現在注入されているパケットに対応するプログラムの各パケットのＩＰＦ（instructions per flit）数量と、前記現在注入されているパケットの優先度を示すプログラム優先度情報と、を有する、ステップと、
   前記ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面する場合、個々のルーティングノードに現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦに基づき、前記現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算するステップであって、前記注入制限比は、前記ルーティングノードに注入されるのを前記ルーティングノードにより制限される、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムの百分率である、ステップと、
   前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を、対応するルーティングノードに割り当てるステップであって、各ルーティングノードは、前記対応する注入制限比に基づき、前記現在注入されているパケットに対応するプログラムのパケットが前記ルーティングノードに注入されるのを制限する、ステップと、
   を有する方法。
2. 個々のルーティングノードに現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦに基づき、前記現在注入されているパケットに対応するプログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算するステップは、
   前記個々のルーティングノードに前記現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦ、並びに注入制限比の式に基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して前記個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を決定するステップであって、前記注入制限比の式は、
   

   

   であり、Ｔは前記注入制限比を表し、Ｐｒｉｏｒｉｔｙは前記現在注入されているパケットのプログラム優先度を表し、δ、α、β、λは定数である、ステップ、を有する、請求項１に記載の方法。
3. 各ルーティングノードについて、前記ルーティングノードの前記スタービング比を前記ルーティングノードに対応するスタービング比閾と比較して、前記ルーティングノードが輻輳に直面するか否かを決定するステップと、
   前記ＮＯＣ電子要素内のルーティングノードが輻輳に直面する場合、前記ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面すると決定するステップと、
   を更に有する請求項１又は２に記載の方法。
4. ネットワークオンチップ（network on chip：ＮＯＣ）電子要素であって、少なくとも１つのルーティングノードとデータプロセッサとを有し、各ルーティングノードは注入ポートと少なくとも１つの転送ポートとを有し、
   前記データプロセッサは、前記ＮＯＣ電子要素内の前記ルーティングノードから、前記ＮＯＣ電子要素内の各ルーティングノードのノード情報を取得するよう構成され、前記ノード情報は、前記ルーティングノードのスタービング比と、前記ルーティングノードに現在注入されているパケットに対応するプログラムの各パケットについてのＩＰＦ（instructions per flit）数量と、前記現在注入されているパケットの優先度を示すプログラム優先度情報とを有し、
   前記データプロセッサは、前記ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面する場合、個々のルーティングノードに前記現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦに基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して前記個々のルーティングノードにより与えられる注入制限比を計算するよう更に構成され、前記注入制限比は、前記ルーティングノードに注入されるのを前記ルーティングノードにより制限される、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムの百分率であり、
   前記データプロセッサは、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を対応するルーティングノードに割り当てるよう更に構成され、
   各ルーティングノードは、前記データプロセッサにより割り当てる前記対応する注入制限比に基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムのパケットが前記ルーティングノードに注入されるのを制限するよう構成される、
   ＮＯＣ電子要素。
5. 前記データプロセッサが、個々のルーティングノードに現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦに基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して前記個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を計算するとき、前記データプロセッサは、前記個々のルーティングノードに前記現在注入されているパケットの前記プログラム優先度情報及び前記ＩＰＦ、並びに注入制限比の式に基づき、前記現在注入されているパケットに対応する前記プログラムに対して前記個々のルーティングノードにより与えられる前記注入制限比を決定するよう更に構成され、前記注入制限比の式は、
   

   

   であり、Ｔは前記注入制限比を表し、Ｐｒｉｏｒｉｔｙは前記現在注入されているパケットのプログラム優先度を表し、δ、α、β、λは定数である、請求項４に記載のＮＯＣ電子要素。
6. 前記データプロセッサは、各ルーティングノードについて、前記ルーティングノードの前記スタービング比を前記ルーティングノードに対応するスタービング比閾と比較して、前記ルーティングノードが輻輳に直面するか否かを決定し、
   前記ＮＯＣ電子要素内のルーティングノードが輻輳に直面する場合、前記ＮＯＣ電子要素が輻輳に直面すると決定する、
   よう更に構成される、請求項４又は５に記載のＮＯＣ電子要素。
7. 前記ＮＯＣ電子要素内の各ルーティングノードの前記ノード情報は、前記ルーティングノードのレジスタに格納される、請求項４乃至６のいずれか一項に記載のＮＯＣ電子要素。

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