KR20120003869A - 네트워크 내 제어 장치, 네트워크, 및 네트워크 내에서의 메시지 라우팅 방법 - Google Patents

네트워크 내 제어 장치, 네트워크, 및 네트워크 내에서의 메시지 라우팅 방법 Download PDF

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 네트워크 내 제어 장치와, 네트워크와, 네트워크 내에서의 메시지 라우팅 방법에 관한 것이다. 상기 방법에서는 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러가 저장된 메시지들의 우선순위 정보를 교환하고, 이 우선순위 정보들을 비교한다. 또한, 2개의 네트워크 컨트롤러 중 일측 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리가 가득 찬 경우, 우선순위 정보들의 비교를 토대로 가득 찬 메모리에서 더 낮은 우선순위를 갖는 메시지가, 인접한 네트워크 컨트롤러에서 더 높은 우선순위를 가지면서 가득 찬 네트워크 컨트롤러로의 전송을 위해, 또는 가득 찬 네트워크 컨트롤러를 경유하는 전송을 위해 지정된 메시지로 교체된다.

Description

네트워크 내 제어 장치, 네트워크, 및 네트워크 내에서의 메시지 라우팅 방법{CONTROL DEVICE IN A NETWORK, NETWORK, AND ROUTING METHOD FOR MESSAGES IN A NETWORK}
본 발명은 네트워크 내 제어 장치와, 네트워크와, 네트워크 내에서의 메시지 라우팅 방법에 관한 것이다.
오늘날 수많은 분야에서 네트워크가 이용된다. 다시 말하면 컴포넌트들은 네트워크 컨트롤러와 같은 네트워크 구조를 통해 데이터 패킷을 교환한다. 그러나 네트워크의 구성에 따라 네트워크 컨트롤러간의 전송 시에 트래픽 잼이 발생할 수 있는데, 다시 말하면 후속 컨트롤러의 버퍼가 더 이상의 패킷을 수용하지 못함으로써 패킷이 전송될 수 없게 된다. 이러한 작용은 실제로 모든 네트워크 레이아웃에서 관찰되며, 최상의 경우라도 그 발생 확률이 최소화될 뿐이다.
연구에서는 트래픽 잼 문제를 해결하기 위해 대개 트래픽 잼을 검출하여 그에 상응하게 데이터 패킷들을 위한 대체 경로들을 이용하는 적응형 라우팅 알고리즘이 이용된다. 그러나 상기 방법은 다수의 가용 경로를 필요로 하며, 트래픽 잼 문제 역시 완전하게 해결할 수 없다. 유럽특허 EP-1895720 A1호에는 온칩 네트워크(on-chip network)에서 적응형 라우팅 방법을 통한 문제 해결 방안에 대한 일례가 제시되어 있다.
자동차 제어 장치에서 네트워크, 예컨대 온칩 네트워크를 이용하는 소정의 경우, 트래픽 잼뿐 아니라 적응형 라우팅 알고리즘도 제어 장치에서 비결정적인 패킷 전송 시간과 그에 따른 예측 불가능한 총 타이밍(overall timing) 거동을 초래한다. 그 외에도 적응형 라우팅 방법의 경우, 경로를 최적으로 결정할 수 있도록 하기 위해 예컨대 컨트롤러 상에 논리 회로가 추가됨으로 인한 추가 공간과 같은 추가적인 비용이 소요된다.
본 발명의 과제는, 전술한 단점들이 개선된, 네트워크 내 제어 장치와, 네트워크와, 네트워크 내에서의 메시지 라우팅 방법을 제공하는 것이다.
독립 청구항들에 따른 본 발명은 네트워크 내 네트워크 컨트롤러와, 네트워크와, 네트워크 내에서의 메시지 라우팅 방법에 관한 것이다. 상기 방법에서 네트워크 내 네트워크 컨트롤러들은 자체의 메시지 메모리들에 저장된 메시지들에 대한 우선순위 정보를 교환한다. 메시지 트래픽 잼의 발생 시, 즉 네트워크 컨트롤러들 중 제1 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리가 가득 찬 경우, 우선순위 정보의 비교를 통해서, 가득 찬 메시지 메모리에서 더 낮은 우선순위를 갖는 제1 메시지가 인접한 제2 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리에서 더 높은 우선순위를 가지면서, 제1 네트워크 컨트롤러의 가득 찬 메시지 메모리로의 전송을 위해 지정된 제2 메시지와 교환되거나 교체되는 과정이 개시될 수 있다. 즉, 본 발명은 메시지 트래픽 잼의 부정적인 작용을 감소시키거나 비교적 적은 컴퓨터 복잡도로써 메시지 트래픽 잼을 감소시키기 위한 바람직한 라우팅 방법을 기재하며, 특히 이 방법은 메시지 트래픽 잼의 발생 시 높은/최고의 우선순위를 갖는 메시지의 전송 시간을 줄일 수 있다. 여기서 특별한 장점은, 라우팅이 적응형/동적 라우팅을 위한 복잡한 계산 장치 없이도 실시되고 전송 시간표 등과 같은 정보 저장도 필요하지 않을뿐더러, 트래픽 잼 문제는 네트워크의 두 인접한 네트워크 컨트롤러의 간단히 구현되는 통신에 의해 해결된다는 점에 있다. 그렇게 함으로써 기술적 요건과 그로 인한 비용은 절감된다. 따라서 본 발명에 따른 라우팅은 예컨대 공간 및 비용 절감이 특히 중요한 인쇄회로기판에서의 네트워크 또는 온칩 네트워크의 경우에 특히 바람직하다.
추가의 장점 및 개선 사항은 종속항들의 특징들에 의해 지시된다.
바람직한 구현예에 따라, 일측 네트워크 컨트롤러는, 이 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리가 가득 차 있고 인접 컨트롤러의 메시지의 수신된 우선순위 정보와 자체 메시지의 우선순위 정보를 비교함으로써, 자체의 가득 찬 메시지 메모리에 저장된 메시지의 우선순위보다 더 높은 우선순위를 갖는 메시지가 인접 컨트롤러에서 가득 찬 메시지 메모리로의 전송을 위해 지정되어 있음을 확인한 경우, 메시지 교환을 개시한다. 이와 같은 구현예는 본 발명에 따른 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리가 가득 찬 경우를 위한 라우팅 방법의 전술한 장점들을 실현한다. 이때 바람직하게는 개시 네트워크 컨트롤러만이 우선순위 정보를 비교하고 메시지 교환을 개시하도록 구성되면 되고, 예컨대 상기 네트워크 컨트롤러는 특히 가득 찬 메시지 메모리에 대해 쉽게 영향을 받는 네트워크 노드에 설치될 수 있다.
추가의 바람직한 실시예는, 네트워크 컨트롤러에 있어서, 인접 컨트롤러의 메시지 메모리가 가득 차 있고, 인접 컨트롤러의 메시지의 수신된 우선순위 정보와 자체 메시지의 우선순위 정보를 비교함으로써 상기 네트워크 컨트롤러의 자체 메시지 메모리에 저장된 메시지보다 더 낮은 우선순위를 가지면서 인접 컨트롤러의 메시지 메모리로의 전송을 위해 지정되어 있는 메시지가 인접 컨트롤러에 저장되어 있음을 확인한 경우, 메시지 교환을 개시하는 네트워크 컨트롤러를 기초로 한다. 본 실시예는 본 발명에 따른 네트워크 컨트롤러의 인접 컨트롤러의 메시지 메모리가 가득 찬 경우를 위한 라우팅 방법의 전술한 장점들을 실현한다. 여기서 바람직하게는 개시 네트워크 컨트롤러만이 우선순위 정보를 비교하고 메시지 교환을 개시하도록 구성되면 되고, 예컨대 상기 네트워크 컨트롤러는 특히 가득 찬 메시지 메모리에 대해 쉽게 영향을 받는 네트워크 노드에 인접하여 설치될 수 있다.
또한, 한 바람직한 구현예에서는, 네트워크 컨트롤러에 의해 예컨대 교체 프로세스의 횟수 및/또는 방문(visited) 네트워크 컨트롤러의 개수에 따라, 더 낮은 우선순위를 갖는 메시지들의 우선순위를 높일 수 있다. 그렇게 함으로써, 더 낮은 우선순위의 메시지가 메시지 트래픽 잼에 의해, 특히 더 높은 우선순위의 메시지와의 교환에 의해 전송 시간이 너무 길어지거나, 극단의 경우 심지어 목적지에 결코 도달하지 못하게 되는 점은 방지된다.
바람직하게는 본 발명에 따른 네트워크 컨트롤러는 서로 다른 우선순위를 갖는 메시지들을 교환할 시에 메시지를 임시 저장하기 위한 예약된 저장 공간을 포함할 수 있다. 한 특수한 구현예에서 상기 저장 공간은 네트워크 컨트롤러의 별도의 버퍼 메모리로서 실현된다. 예약된 저장 공간에 의해서는, 데이터 전송 경로들, 또는 관여하는 네트워크 컨트롤러들, 또는 교환될 메시지들이 동시 전송 또는 동시 메시지 교환에 적합하지 않다고 하더라도, 메시지 트래픽 잼의 발생 시 서로 다른 우선순위를 갖는 메시지들의 메시지 교환이 실행될 수 있다.
한 바람직한 실시예에서, 2개의 인접한 네트워크 컨트롤러 사이의 우선순위 정보는 메시지와는 다른 데이터 채널들을 통해 전송된다. 그럼으로써 동일한 데이터 채널들을 통한 전송 지속으로 인한 메시지 전송률의 부하가 방지된다. 대체되는 한 바람직한 구현예에서 우선순위 정보는 메시지와 동일한 데이터 채널들을 통해 전송된다. 그럼으로써 바람직하게는 추가 접속에 드는 수고를 방지할 수 있다.
또한, 우선순위 정보의 추가 전송의 수고 또는 데이터 부하가 방지되도록 하기 위해, 메시지의 데이터 패킷 포맷에 메시지의 우선순위 정보를 제공하는 것이 바람직하다. 경우에 따라, 예컨대 전술한 데이터 패킷 포맷이 상기 우선순위 정보의 저장을 제공하지 않거나 허용하지 않는 경우, 메시지와 별도로 또는 메시지에 추가로 우선순위 정보를 전송하는 것도 바람직할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되고 하기의 구체적인 내용 항목에서 더욱 상세하게 설명된다. 도면들은 예시로서만 도시된 것이며 발명의 일반적인 개념을 제한하지 않는다. 이때 도면 부호에서 서로 일치하는 마지막 2개의 숫자는 동일하거나 필적하는 요소들을 나타낸다.
도 1은 네트워크의 블록선도이다.
도 2는 네트워크의 2개의 인접한 네트워크 컨트롤러 간에 서로 다른 우선순위를 갖는 메시지들의 본 발명에 따른 교환에 대한 일 실시예의 블록선도이다.
하기에서 본 발명에 따른 라우팅, 또는 본 발명에 따른 네트워크 컨트롤러 및 본 발명에 따른 네트워크는, 온칩 네트워크의 특히 바람직한 실시예에서 설명되지만, 이로써 본 발명이 상기 유형의 네트워크에만 제한되어서는 안 된다. 오히려 본 발명은 다른 네트워크들에도 제한 없이 이용될 수 있다.
전형적인 온칩 네트워크는 다수의 네트워크 컨트롤러를 통해 칩의 컴포넌트들을 연결한다. 상기 컨트롤러는 표준에 따라 대개 전송 전에 데이터 패킷들을 임시 저장할 수 있는 하나 이상의 내부 버퍼를 포함한다. 도 1에는 메시지 트래픽 잼의 일례를 설명하기 위한 기초가 되는 온칩 네트워크가 도시되어 있다. 여기서 온칩 네트워크(100)는 각각의 내부 저장 장치(115, 125, 135, 145, 155, 165, 175 및 185)를 구비한 네트워크 컨트롤러(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170 및 180)를 포함한다. 또한, 네트워크 컨트롤러(110)는 통신 링크들(191 및 192)과 연결되고, 네트워크 컨트롤러(120)도 마찬가지로 통신 링크(192)와 연결되고, 추가로 통신 링크(193)와 연결되며, 네트워크 컨트롤러(130)도 마찬가지로 통신 링크(193)와 연결된다. 추가의 통신 링크들을 통해, 네트워크 컨트롤러(110)와 네트워크 컨트롤러(150), 네트워크 컨트롤러(150)와 네트워크 컨트롤러(160), 네트워크 컨트롤러(160)와 네트워크 컨트롤러(120), 네트워크 컨트롤러(130)와 네트워크 컨트롤러(170), 네트워크 컨트롤러(130)와 네트워크 컨트롤러(140), 네트워크 컨트롤러(140)와 네트워크 컨트롤러(180), 그리고 네트워크 컨트롤러(170)와 네트워크 컨트롤러(180)가 서로 연결된다. 네트워크 컨트롤러들(110, 150, 160, 170 및 180)은, 도 1에는 미도시한 각각의 인접한 네트워크 컨트롤러로 연결되는 각각 하나의 추가 통신 링크를 포함한다.
상기 온칩 네트워크(100) 내에서는 종래 기술에 따라 메시지가 네트워크를 통과하는 고정된 경로들 또는 예컨대 동적으로 지정된 경로들을 통해서 전송된다. 일 네트워크 컨트롤러의 버퍼/메시지 메모리가 가득 차면, 상기 네트워크 컨트롤러는 정상적인 구성에서 추가 패킷의 수신을 차단한다. 본 발명에 따른 시스템 구성에서, 차단하는 네트워크 컨트롤러에 데이터를 전송하고자 하는 인접 네트워크 컨트롤러는 차단하는 네트워크 컨트롤러와 우선순위 정보를 교환하고 높은 우선순위를 갖는 메시지를 상기 차단하는 네트워크 컨트롤러에 전송할 수 있다. 이때 트래픽 잼이 발생한 경우 두 네트워크 컨트롤러 사이에서는 서로 다른 우선순위를 갖는 메시지가 목표한 바대로 교환된다. 이때 높은 우선순위를 갖는 차단된 메시지는 자신의 경로 상에서 낮은 우선순위를 갖는 차단하는 메시지의 자리를 점유한다. 그리고 자신의 자리를 내준 메시지는 높은 우선순위를 갖는 메시지의 비워진 자리에 할당된다. 이와 같은 방식으로, 소정의 상황에서 최고의 우선순위를 갖는 메시지에는 명확히 한정 가능한 최대 전송 시간이 할당될 수 있다. 이를 위해 메시지 우선순위는 예컨대 데이터 패킷의 포맷 내에 함께 내포되거나 별도로 전송된다.
예컨대 네트워크 컨트롤러들(110 및 120) 사이에서, 네트워크 컨트롤러(120)의 메시지 메모리(125)가 가득 찼거나, 네트워크 컨트롤러(110)로부터 전송되는 메시지에 대해 가득 찬 경우에, 도 1에 도시된 온칩 네트워크(100) 내에서는 메시지 트래픽 잼이 발생한다. 이와 같은 메시지 트래픽 잼에 대한 원인은, 예컨대 소정의 시간 간격 이내에 네트워크 컨트롤러가 통신 링크(193)를 통해 전송할 수 있는 메시지보다, 통신 링크(193)를 통해 전송되도록 계획된 메시지가 통신 링크(192)를 통해 상기 시간 간격 이내에 네트워크 컨트롤러(120)에 더 많이 도달하는 데에 있을 수 있다. 본 발명에 따른 조치를 통해 특히 양호하게 해결될 수 있는 메시지 트래픽 잼에 대한 또 다른 실례는, 네트워크 컨트롤러(120)로부터 전송되는 낮은 우선순위를 갖는 메시지에 대해 통신 링크(193)가 차단되고, 네트워크 컨트롤러(120)는 더 낮은 우선순위만을 갖는 메시지로 가득 찬 저장 장치(125)를 포함하고 있는 경우이다.
특히, 네트워크 컨트롤러(110)의 메시지 메모리(115)에 저장되어 있으면서 통신 링크(192)를 통해 네트워크 컨트롤러(120)로 전송되거나 네트워크 컨트롤러(120)를 경유하여, 그리고 계속해서 예컨대 통신 링크(193)를 경유하여 전송되도록 예정된 높은 우선순위를 갖는 메시지에 대해 상기와 같은 메시지 트래픽 잼이 발생하는 경우가 위험하다.
이제 본 발명에 따른 라우팅은 도 2에 따라 다양한 트래픽 잼 문제와 관련하여, 예컨대 도 1에 따라 기재된 메시지 트래픽 잼과 관련하여서도 설명된다. 도 2에는, 도 1의 네트워크 컨트롤러(110 및 120)에 상응하게 온칩 네트워크에 연결되는 네트워크 컨트롤러들(210 및 220)이 도시되어 있다. 네트워크 컨트롤러(210)는 내부 저장 장치(211, 212a, 212b)를 포함하고, 이 내부 저장 장치(211, 212a, 212b)는 버퍼 메모리(211) 및 메시지 메모리 세그먼트들(212a 및 212b)을 포함한다. 또한, 네트워크 컨트롤러(210)는 통신 링크들(291, 292 및 294)과 연결된다. 네트워크 컨트롤러(220)는 내부 저장 장치(221, 222a, 222b)를 포함하고, 이 내부 저장 장치(221, 222a, 222b)는 버퍼 메모리(221) 및 메시지 메모리 세그먼트들(222a 및 222b)을 포함한다. 또한, 네트워크 컨트롤러(220)는 통신 링크들(292, 293 및 295)과 연결된다. 도 2에 도시된 경우에서, 네트워크 컨트롤러(210)의 메시지 메모리 세그먼트(212a)에는 메시지(201)가 저장되어 있고, 네트워크 컨트롤러(220)의 메시지 메모리 세그먼트(222a)에는 메시지(202)가 저장되어 있다. 도 2에 따라 설명되는 라우팅의 시작 시점에, 메시지(203)는 네트워크 컨트롤러(210)의 메시지 메모리 세그먼트(212b)에 저장되어 있고, 메시지(204)는 네트워크 컨트롤러(220)의 메시지 메모리 세그먼트(222b)에 저장되어 있다. 도 1과 관련하여 설명한 메시지 트래픽 잼의 경우와 유사하게, 네트워크 컨트롤러(220)의 메시지 메모리(222a, 222b)는 메시지(202 및 204)로 가득 차 있다. 또한, 본 도면에 도시된 실시예에서는 네트워크 컨트롤러(210)의 메시지 메모리(212a, 212b)도 메시지(201 및 203)로 가득 차 있다.
본 발명에 따라, 적어도 더 높은 우선순위를 갖는 메시지에 대한 메시지 트래픽 잼 문제를 해결하기 위해, 네트워크 컨트롤러들(210 및 220)은 자체의 메시지 메모리들(212a, 212b; 222a, 222b)에 저장된 메시지들(201, 203; 202, 204)에 대한 우선순위 정보를 교환한다. 그런 다음, 예컨대 교환된 우선순위 정보의 비교를 통해서, 네트워크 컨트롤러(210)에 저장된 메시지(203)가 통신 링크(292)를 통해 네트워크 컨트롤러(220)로, 그리고 계속해서 네트워크 컨트롤러(220)를 통해 통신 링크(293 또는 295)로 전송되도록 계획되고, 또한 상기 메시지(203)는 네트워크 컨트롤러(220)에 저장된 메시지(204)보다 더 높은 우선순위를 갖는다는 점이 확인된다. 그에 이어서, 상기 확인된 사실과 가득 찬 메시지 메모리(222a, 222b)에 의해 확인된 메시지 트래픽 잼에 의거하여, 본 발명에 따라 네트워크 컨트롤러(210 및 220) 간에 메시지들(203 및 204)이 교환된다. 다시 말해, 메시지(203)는 네트워크 컨트롤러(210)로부터 네트워크 컨트롤러(220)로 전송되어, 네트워크 컨트롤러(210)의 메시지 메모리 세그먼트(212b)로부터 삭제된다. 이와 유사하게 메시지(204)는 네트워크 컨트롤러(220)로부터 네트워크 컨트롤러(210)로 전송되어, 네트워크 컨트롤러(210)의 메시지 메모리 세그먼트(222b)로부터 삭제된다.
본 발명에 따른 상기 메시지 교환은, 예컨대 통신 링크(292) 및 네트워크 컨트롤러들(210 및 220)이 그에 부합하게 구성된 경우에 동시에 이루어질 수 있다.
대체되는 실시예에 따라, 네트워크 컨트롤러들(210 및 220)은 도 2에 도시된 바와 같이 버퍼 메모리(211, 221)도 포함할 수 있으며, 이 버퍼 메모리 내에는 메시지들(203 및 204)이 메시지 교환 시에 임시 저장될 수 있다.
하기에서는 도 2와, 두 가지 대안 실시예에 따라 네트워크 컨트롤러(210)와 그의 인접 컨트롤러(220) 간의 교환 프로토콜이 더욱 상세하게 기재된다.
제1 실시예에서, 네트워크 컨트롤러(210)의 메시지 메모리(212a, 212b)는 가득 차 있고, 인접 컨트롤러(220)는 통신 라인(292)을 통해 네트워크 컨트롤러(210)로 전송되도록 지정되거나, 또는 통신 라인(292), 네트워크 컨트롤러(210) 및 통신 라인(291 또는 294)을 경유하여 전송되도록 지정된 하나 이상의 메시지(204)를 자체 메시지 메모리(222a, 222b)에 저장하고 있다. 따라서 네트워크 컨트롤러(210)와 인접 컨트롤러(220) 사이에는 메시지 트래픽 잼이 존재한다. 본 실시예에서 인접 컨트롤러(220)는 네트워크 컨트롤러(210)로의 전송 또는 네트워크 컨트롤러(210)를 경유하는 전송을 위해 지정된 최고 우선순위를 갖는 메시지, 예컨대 메시지(204)의 우선순위 정보를 네트워크 컨트롤러(210)에 전송한다. 또한, 대체되는 실시예에 따라, 인접 컨트롤러(220)는 자체 메시지 메모리(222a, 222b)에 저장된 모든 메시지(202 및 204) 또는 적어도 네트워크 컨트롤러(210)로의 전송을 위해 지정된 모든 메시지의 우선순위 정보를 상기 네트워크 컨트롤러(210)에 전송한다. 이어서 네트워크 컨트롤러(210)는 자체 메시지 메모리(212a, 212b)에 저장된 메시지들(201 및 203)의 우선순위 정보를 인접 컨트롤러(220)로부터 수신된 우선순위 정보와 비교한다. 메시지(204)의 우선순위가 메시지들(201 및 203) 중 하나의 우선순위보다 더 높은 경우, 네트워크 컨트롤러(210)는 신호를 통해 인접 컨트롤러(220)와의 메시지 교환을 개시한다. 도 1과 유사하게, 예컨대 메시지(203)의 우선순위는 메시지(204)의 우선순위보다 더 낮다. 네트워크 컨트롤러(210)는 메시지들(203 및 204)의 계획된 교환에 관한 통지를 인접 컨트롤러(220)에 전송하고, 상기 인접 컨트롤러(220)는 경우에 따라 확인응답 신호로 네트워크 컨트롤러(210)에 확인 응답한다. 그에 이어서 메시지(204)는 인접 컨트롤러(220)의 메시지 메모리 세그먼트(222b)로부터 네트워크 컨트롤러(210)의 메시지 메모리 세그먼트(212b)로 전송됨에 따라 메시지(203)에 덮어쓰기 되며, 그와 동시에 메시지(203)는 네트워크 컨트롤러(210)의 메시지 메모리 세그먼트(212b)로부터 인접 컨트롤러(220)의 메시지 메모리 세그먼트(222b)로 전송되고 그에 따라 메시지(204)에 덮어쓰기 된다. 이에 대체되는 실시예에 따라, 동기식 메시지 전송이 지원되지 않는 경우에, 메시지(203, 204) 중 하나의 메시지가 먼저 버퍼 메모리(211, 221)로 전송되어 관련 메시지 메모리 세그먼트로부터 삭제된 다음, 메시지들(203, 204) 중 다른 하나의 메시지가 전송되어 관련 메시지 메모리 세그먼트로부터 삭제될 수도 있다.
제2 실시예에서는, 인접 컨트롤러(220)의 메시지 메모리(222a, 222b)가 가득 차고 네트워크 컨트롤러(210)와 인접 컨트롤러(220) 간에 메시지 트래픽 잼이 존재한다. 본 실시예에서 인접 컨트롤러(220)는 자체에 저장된 모든 메시지(202 및 204)의 우선순위 정보, 또는 바람직하게는 메시지들(202 및 204) 중 최저 우선순위를 갖는 메시지의 우선순위 정보만을 네트워크 컨트롤러(210)에 전송한다. 네트워크 컨트롤러(210)는 앞서 기재한 바와 같이 자체 메시지들(201 및 203)의 우선순위 정보를 수신된 우선순위 정보와 비교하고, 자체의 메시지들 중 하나(201 또는 203)가 메시지들 중 하나(202 또는 204)보다 더 높은 우선순위를 가지며, 상기 메시지가 도 2와 유사하게 인접 컨트롤러(220)로의 전송 또는 인접 컨트롤러(220)를 경유하는 전송을 위해 지정된 메시지(203)라면 메시지 교환을 개시한다. 그런 다음 메시지들(203 및 204)의 메시지 교환은 앞서 기재한 바와 유사하게 진행된다.
또한, 본 발명에 따른 메시지 교환 시 메시지들을 임시 저장하기 위한, 도 2에 도시된 버퍼 메모리에 대체되고, 본 발명에 따른 메시지 교환 시 동기식 메시지 전송에 대체되는 실시예에 따라, 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리에 별도의 저장 공간이 비워져 있을 수도 있으며, 그럼으로써 본 발명에 따른 메시지 교환 시, 상기 공간에 메시지가 임시 저장될 수 있다.
메시지들의 우선순위 정보는 바람직하게는 메시지의 데이터 패킷 포맷 내에, 예컨대 메시지 헤더에 저장될 수 있다. 그 대안으로, 메시지 전송의 통신 링크들을 통하거나, 또는 온칩 네트워크의 네트워크 컨트롤러들 간의 별도의 통신 링크들을 통한 독립된 전송도 가능하다. 여기서 도 1 및 도 2에 도시된 통신 링크들은 단일 배선 라인에만 국한되지 않는다. 예를 들면, 데이터 교환 시 병렬 데이터 전송을 위해, 앞서 대체되는 실시예로서 기재한 바와 같이, 네트워크 컨트롤러 간에 병렬 데이터 채널들이 제공되어야 한다. 메시지/데이터 전송 이외에도, 본 발명에 따른 방법의 경우, 제어 정보(교환의 개시 또는 확인응답)와 우선순위 정보가 네트워크 컨트롤러들 간에 전송되어야 한다. 이와 같은 요건은 프로토콜 계층에서 복수의 데이터 라인을 통해, 또는 예컨대 다중화 기법을 통해 충족될 수 있다.
시스템/네트워크 계층에서, 본 발명은 바람직하게 모든 네트워크 컨트롤러가 본 발명에 따라 동작할 수 있도록 변형될 수 있다. 예컨대 모든 컨트롤러는 자체 버퍼 내에서 최고 우선순위를 갖는 패킷의 우선순위 정보를 해당 메시지의 경로 상에 놓인 인접 노드에 전송한다. 트래픽 잼 상황으로 인해 가득 찬 자체의 메시지 메모리 내 메시지들을 전송할 수 없는 네트워크 컨트롤러는 자체의 메시지 입력단에서 자체 인접 컨트롤러의 우선순위 정보를 검사한다. 가득 찬 메시지 메모리를 포함하는 네트워크 컨트롤러는, 자체의 임시 저장된 메시지의 우선순위보다 더 높은 우선순위를 갖는 메시지가 자체의 인접 컨트롤러부터 수신되어야 하는지 여부를 검출한다. 이런 경우 가득 찬 메시지 메모리를 포함하는 네트워크 컨트롤러는 앞서 기재한 바와 같이 메시지 교환을 개시한다. 프로토콜 개시자(initiator) 역할은 마찬가지로 앞서 기재한 바와 같이 교체될 수도 있다. 이를 위해 가득 찬 메시지 메모리를 포함하는 인접 컨트롤러는 자체 메시지 메모리에 저장된 메시지 중 최저 메시지 우선순위의 정보를 모든 인접 네트워크 컨트롤러에 전송한다. 네트워크 컨트롤러는 더 높은 우선순위를 갖는 메시지를 인접 컨트롤러에 전송해야 하는 시점을 검출하고 메시지 교환을 개시한다.
또한, 네트워크 계층에서 바람직하게는, 네트워크 컨트롤러가 하나의 인접 컨트롤러뿐 아니라 복수의 인접 컨트롤러와도 경우에 따라서는 동시에 본 발명에 따라 우선순위 정보 및 메시지를 교환할 수 있다. 이런 경우에 네트워크 컨트롤러는 하나의 메시지 메모리 및/또는 버퍼 메모리뿐 아니라, 복수의 메시지 메모리 또는 버퍼 메모리를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 각각의 인접 컨트롤러를 위한 하나의 메시지 메모리 및/또는 하나의 버퍼 메모리를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 통해, 최고 우선순위를 갖는 패킷(메시지)은 트래픽 잼의 상황에서 프로토콜의 개입을 통해서만 전송이 저지된다. 트래픽 잼에 의해 전송을 저지할 수도 있는, 낮은 우선순위를 갖는 패킷의 분명한 의존성은 생략된다. 따라서 하기의 공식에 따라 최고 우선순위를 갖는 패킷의 최대 전송 시간이 결정될 수 있다. n은 시작 컨트롤러에서부터 최종 컨트롤러까지의 자체 경로에서 패킷을 통과시켜야 하는 네트워크 컨트롤러의 개수이다. 최악의 경우에는 상기 n개의 컨트롤러 각각에 대해 전술한 방법이 실행되어야 한다. 또한, m은 상기 방법이 메시지의 교환을 위해 소요하는 시간 단위의 개수이며, t는 2개의 인접 컨트롤러 사이에서 패킷의 전송을 위해 필요한 시간 단위(예: 비동기식 네트워크에서 클록 사이클 또는 소요 시간)이다. 따라서 공지된 경로에서 최고 우선순위를 갖는 패킷에 대한 최대 전송 시간은 하기 공식으로서 직접적으로 도출된다.
Figure pct00001
물론 이는 네트워크 내에 최고 우선순위를 갖는 단 하나의 메시지/패킷, 또는 충분히 적은 수의 메시지/패킷만이 존재함을 전제로 하였다. 상기 방법은 트래픽 잼이 예컨대 최고 우선순위를 갖는 메시지에 의해서만 야기될 수도 있는 경우(다시 말해 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리가 최고 우선순위를 갖는 메시지로 가득 차 있고, 상기 메시지의 전송은 불가능하며, 인접 네트워크 컨트롤러에서는 최고 우선순위를 갖는 추가 메시지가 상기 트래픽 잼으로 인해 대기해야만 하는 경우)가 발생한다면 결정적인 전송 시간 예측을 제공하지 못한다.
낮은 우선순위를 갖는 패킷의 경우, 전송 시간에 대해 단언하기는 항상 어렵다. 본 발명에 따른 방법에 의해 더 낮은 우선순위를 갖는 메시지의 전송 시간이 너무 길어지거나, 경우에 따라 심지어는 그 목적지에 도달하지 못하는 점을 방지하기 위해, 낮은 우선순위를 갖는 메시지는, 예컨대 통과하는 네트워크 컨트롤러의 개수에 따라, 그리고/또는 상기 메시지가 참여한 본 발명에 따른 메시지 교환 프로세스의 횟수에 따라, 그 우선순위가 상승한다.
또한, 온칩 네트워크에서의 메시지 라우팅을 특히 효율적으로 구성하기 위해, 본 발명에 따른 방법은 기존의 라우팅 방법, 예컨대 동적 라우팅 방법과 함께 조합될 수 있다. 이런 경우 본 발명에 따른 방법은 동적 라우팅의 알고리즘 내에서 고려될 수 있다.

Claims (13)

  1. 하나 이상의 메시지 메모리(212a, 212b)와, 메시지를 수신 및 전송하기 위한 수단들을 포함하는, 네트워크(100) 내 네트워크 컨트롤러(210)에 있어서,
    - 상기 네트워크 컨트롤러(210)는 하나 이상의 인접 컨트롤러(220)로부터 이 인접 컨트롤러(220)에 저장된 메시지(202, 204)의 우선순위 정보를 수신하는 수단을 포함하고, 상기 인접 컨트롤러(220)는 상기 네트워크(100) 내에서 상기 네트워크 컨트롤러(210)에 인접한 제2 네트워크 컨트롤러이며,
    - 상기 네트워크 컨트롤러(210)는 상기 메시지 메모리(212a, 212b)에 저장된 메시지들(201, 203)의 우선순위 정보와 상기 인접 컨트롤러(220)에 저장된 메시지(202, 204)의 우선순위 정보를 비교하는 수단을 포함하며,
    - 상기 네트워크 컨트롤러(210)는, 네트워크 컨트롤러(210)와 인접 컨트롤러(220) 사이에 메시지 트래픽 잼이 발생한 경우, 우선순위 정보들의 비교를 토대로 상기 메시지 메모리(212a, 212b)에 저장된 하나 이상의 제1 메시지(203)를 상기 인접 컨트롤러(220)에 전송하고, 상기 메시지 메모리(212a, 212b)로부터 상기 제1 메시지(203)를 삭제하며, 상기 인접 컨트롤러(220)에 저장된 하나 이상의 제2 메시지(204)를 상기 인접 컨트롤러(220)로부터 수신하여 메시지 메모리(212a, 212b)에 상기 제2 메시지(204)를 저장하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크 컨트롤러(210).
  2. 제1항에 있어서, 상기 네트워크 컨트롤러(210)는, 상기 메시지 메모리(212a, 212b)가 가득 참으로써 적어도 부분적으로 메시지 트래픽 잼이 존재하는 경우에, 상기 메시지 메모리(212a, 212b)에 저장된 제1 메시지(203)가 상기 인접 컨트롤러(220)에 저장되어 있으면서 상기 네트워크 컨트롤러(210)로의 전송 또는 상기 네트워크 컨트롤러(210)를 경유하는 전송을 위해 지정되어 있는 제2 메시지(204)보다 더 낮은 우선순위를 갖는지의 여부에 대한 제1 결과의 관점에서, 우선순위 정보들을 비교하는 수단과, 상기 제1 결과에 해당되는 경우, 상기 인접 컨트롤러(220)에 제1 메시지(203)를 전송하고, 메시지 메모리(212a, 212b)에서는 제1 메시지(203)를 제2 메시지(204)로 교체하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크 컨트롤러(210).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 네트워크 컨트롤러(210)는, 상기 인접 컨트롤러(220)의 제1 메모리(222a, 222b)가 가득 참으로써 적어도 부분적으로 메시지 트래픽 잼이 존재하는 경우에, 상기 메시지 메모리(212a, 212b)에 저장되어 있으면서 상기 인접 컨트롤러(220)로의 전송, 또는 상기 인접 컨트롤러(220)를 경유하는 전송을 위해 지정되어 있는 제1 메시지(203)가 상기 인접 컨트롤러(220)에 저장된 제2 메시지(204)보다 더 높은 우선순위를 갖는지의 여부에 대한 제2 결과의 관점에서, 우선순위 정보들을 비교하는 수단과, 상기 제2 결과에 해당되는 경우 상기 인접 컨트롤러(220)에 제1 메시지(203)를 전송하고, 메시지 메모리(212a, 212b)에서는 제1 메시지(203)를 제2 메시지(204)로 교체하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크 컨트롤러(210).
  4. 제2항에 있어서, 상기 네트워크 컨트롤러(210)는, 교체 프로세스의 횟수 및/또는 제1 메시지(203)의 방문 네트워크 컨트롤러의 개수에 따라 교체된 제1 메시지(203)의 우선순위를 상승시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크 컨트롤러(210).
  5. 제3항에 있어서, 상기 네트워크 컨트롤러(210)는, 교체 프로세스의 횟수 및/또는 제2 메시지(204)의 방문 네트워크 컨트롤러의 개수에 따라 교체하는 제2 메시지(204)의 우선순위를 상승시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크 컨트롤러(210).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 네트워크 컨트롤러는 제1 메시지(203)를 제2 메시지(204)와 교환할 시에 메시지(204)를 임시 저장하기 위한 하나 이상의 예약된 저장 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크 컨트롤러(210).
  7. 제6항에 있어서, 상기 예약된 저장 공간은 별도의 버퍼 메모리(211)에 의해 실현되는 것을 특징으로 하는, 네트워크 컨트롤러(210).
  8. 메시지들을 수신, 임시 저장 및 전송하기 위한 네트워크 컨트롤러(210, 220)를 포함하는 네트워크(100)에 있어서,
    - 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220)는 상기 2개의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220)에 저장된 메시지들의 우선순위 정보를 교환하는 수단을 포함하며,
    - 상기 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220) 중 하나 이상의 제1 네트워크 컨트롤러, 또는 하나 이상의 제2 네트워크 컨트롤러는 상기 우선순위 정보를 비교하는 수단을 포함하며,
    - 상기 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220)는, 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220) 중 제1 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리가 가득 찬 경우, 제1 네트워크 컨트롤러의 가득 찬 메시지 메모리에서 더 낮은 우선순위를 갖는 제1 메시지를, 상기 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220) 중 제2 네트워크 컨트롤러로 전송하고, 제1 네트워크 컨트롤러의 가득 찬 메시지 메모리로부터 제1 메시지를 삭제하며, 제2 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리에서 더 높은 우선순위를 가지면서 제1 네트워크 컨트롤러로의 전송 또는 제1 네트워크 컨트롤러를 경유하는 전송을 위해 지정되어 있는 제2 메시지를, 제2 네트워크 컨트롤러로부터 제1 네트워크 컨트롤러로 전송하며, 제2 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리로부터 상기 제2 메시지를 삭제하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크(100).
  9. 제8항에 있어서, 상기 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220) 간의 우선순위 정보의 교환은 메시지의 전송과는 다른 데이터 채널들을 통해 실시되는 것을 특징으로 하는, 네트워크(100).
  10. 제8항에 있어서, 상기 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220) 간의 우선순위 정보의 교환은 메시지의 전송을 위한 데이터 채널들을 통해 실시되는 것을 특징으로 하는, 네트워크(100).
  11. 메시지들을 수신, 임시 저장 및 전송하기 위한 네트워크 컨트롤러(210, 220)를 포함하는 네트워크(100) 내에서의 메시지 라우팅 방법에 있어서,
    - 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220)는, 2개의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220)에 저장된 메시지들의 우선순위 정보를 교환하고,
    - 상기 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220) 중 하나 이상의 제1 네트워크 컨트롤러 또는 하나 이상의 제2 네트워크 컨트롤러는 상기 우선순위 정보를 비교하며,
    - 상기 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220) 중 제1 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리가 가득 찬 경우, 제1 네트워크 컨트롤러의 가득 찬 메시지 메모리에서 더 낮은 우선순위를 갖는 제1 메시지가 상기 2개 이상의 인접한 네트워크 컨트롤러(210, 220) 중 제2 네트워크 컨트롤러로 전송되고, 상기 제1 메시지는 제1 네트워크 컨트롤러의 가득 찬 메시지 메모리로부터 삭제되고, 상기 제2 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리에서 더 높은 우선순위를 가지면서 제1 네트워크 컨트롤러로의 전송 또는 제1 네트워크 컨트롤러를 경유하는 전송을 위해 지정되는 제2 메시지가 제2 네트워크 컨트롤러부터 제1 네트워크 컨트롤러로 전송되고, 제2 네트워크 컨트롤러의 메시지 메모리로부터 상기 제2 메시지가 삭제되는 것을 특징으로 하는, 라우팅 방법.
  12. 제11항에 있어서, 메시지들의 우선순위 정보는 메시지의 데이터 패킷 포맷 내에 저장되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
  13. 제11항에 있어서, 메시지들의 우선순위 정보는 메시지들에 추가로 전송되는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.
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