[发明专利]消息路由方案

说明书

技术领域

本发明涉及在处理器之间路由消息，特别涉及一种在处理器阵 列的各节点间路由消息的方案或协议。

背景技术

如图1所示，集成电路1可被构造为处理器核(tile)2的阵 列，每个处理器核包括一个独立的处理器4、存储器6和通信器8。 多个处理器核2之间通过在芯片1内传输数据和控制消息的内部连 线10进行连接。芯片上少量的处理器核通过外部连线12与外部设 备耦合。可选地，或者另外，不同芯片上的处理器可以排列在一起 来形成一个电路。

这种体系结构的优点在于，通过在设计阶段将若干较小的模块 化处理器连接起来，厂商可以依据考虑中的应用或设备的处理与存 储要求，甚至是它们特殊的成本、功率和区域目标(area target)， 容易地创造一种具有特殊性能的芯片或电路。

然而，通过阵列路由消息也存在一个困难。消息可能被延迟， 可能未按最有效的路径进行路由，或者也可能被死锁。此外，在大 的阵列中，路由协议可能会变得复杂而难以使用。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种处理器节点阵列，每个节 点具有一个在阵列中标识自己的各自本地节点地址，每个本地节点 地址包括多个寻址重要性(addressing significance寻址有效性) 从最高到最低顺序排列的部分，并且每个节点包括：用于将本地节 点地址的每个部分映射到各个路由方向的映射装置，以及一个用于 接收含有标识目标节点的目标节点地址的消息的切换装置，该切换 装置包括：用于比较本地节点地址与目标节点地址以识别最重要的 非匹配部分的装置，以及装置，用于在本地节点地址与目标节点地 址不匹配的情况下，沿该映射装置映射到本地节点地址的最重要的 非匹配部分的方向将消息路由到另一个节点。优选地，但非必要地， 每个所述部分是一位。

令人惊讶地是，发明人已经发现了通过将路由方向映射到节点 地址的各个位上，就可以提供一种有效、快速、易实现的并免死锁 的在n维处理器阵列中路由消息的协议。另一优点是，相同的简单 方案对于具有任意数量的维度的任意尺寸的阵列都有效。

在实施例中，切换装置可以被配置成按每次一位的方式执行所 述比较，并在遇到最重要非匹配位时中止比较。目标节点地址可以 是切换装置所接收消息的最前面部分。目标节点地址可以被切换装 置按从最重要位到最不重要位的顺序进行接收。

这些实施例是非常有益的，因为在许多节点处，切换装置在将 消息转发到另外一个节点之前仅需要读取该消息的最前面几位。由 于地址在消息剩余部分到达前就可以起作用，本技术有助于特快的 “虫孔路由”(wormhole routing)。这样切换装置就可以迅速地以 最小延迟建立起消息的路由。

映射装置可以包括一路由查询表。路由查询表可以是软件可编 程的。映射装置可以包括一种路由算法。

多个节点可以排列成一个至少两维、至少三维或者至少四维的 阵列。

每个节点可以包含至少一个本地处理器，并且切换装置可以被 配置成在本地节点地址与目标节点地址匹配的情况下，将消息路由 到本地处理器之一。切换装置可以被配置成一旦检测到匹配并在将 消息路由到一个处理器之前，丢弃目标节点地址。

至少一个节点可以包括多个处理器，此外消息还可以包括一个 标识节点内目标处理器的目标处理器地址，并且切换装置可以被配 置成在目标节点地址与本地节点地址匹配的情况下，将消息路由到 目标处理器。切换装置可以被配置成在将消息路由到目标处理器之 前，丢弃目标处理器地址。

在至少一个节点处的至少一个处理器可以包括多个I/O通道， 消息可进一步包括一个标识处理器内目标通道的目标通道地址，并 且切换装置可以被配置成在目标节点地址与本地节点地址匹配的 情况下，将消息路由到目标通道。

切换装置可以被配置成一旦那些位与本地节点地址相匹配，就 从目标节点地址中丢弃一位或多位。例如，节点地址中涉及一个特 定维度的部分，可以在消息位置被缩小到该维度内的具体坐标时被 丢弃。