[发明专利]基于多播维序路由算法的NoC路由器及其路由算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多播维序路由算法的NoC路由器及其路由算法。

背景技术

随着集成电路制造技术水平地不断提高以及NoC（Network on Chip）设计技术和3D集成电路技术的不断发展，芯片向集成众多由第三方提供的IP核，形成具有众核的大规模电路的方向发展。如何对这些芯片中的众多IP核进行快速有效的测试，是个非常棘手的问题，包括如何处理测试时间过长与测试功耗过大的问题，而合理使用并行测试的方法则能有效的解决这些问题。

将网络通信技术运用在NoC芯片测试中传输数据是目前芯片测试的主要手段。这些通信技术主要包含单播通信和多播通信两种:

1、单播通信：是一种单一的源头发送到单一的目的接收者的一种网络服务。网络中绝大多数的通信都是以单播形式传输的。

2、多播通信：又称组播通信，是同时向一组选定的目的地传输数据的一种网络服务。它在发送者和每一接收者之间实现一点对多点网络连接。如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同的数据，也只需复制一份的相同数据包。它提高了数据传送效率。减少了骨干网络出现拥塞的可能性。

单播通信是NoC的基本数据传送方式，而多播通信作为一种广泛运用的通信技术是多核并行处理的需求。多播通信即同时向一组选定的目的地传输数据的一种网络服务，1988年由Steve Deering首次在其博士论文中提出IP多播的概念。但是将多播技术用于芯片测试的研究很少。

多播测试即在NoC芯片上运用多播通信技术，对相同的IP核同时发送测试数据，这样只需发送一次测试数据，所有的同构IP核都可以接收到所需的测试数据。它旨在通过多播技术实现片上同构核之间测试数据(包括测试激励和参考响应)的重用来达到快速测试的目的。这样只要控制好每个阶段向哪些核发送数据，就可以很好的降低测试时间，并且减少乃至避免热斑的出现，做到测试迅速、准确。

由于片上网络面积、功耗的受限，片上路由的结构和功能往往比较简单，一般由输入端口、路由仲裁器、交叉选择开关、输出端口等部分组成。大多数的片上路由器采用最简单的X-Y路由策略，向单一方向传送数据，有的还具有虚通道，可以有效的避免拥堵和死锁的发生。

多播路由器即支持多播通信技术的路由器，它在总体结构上与普通片上路由器类似，不同的是它可以对一个数据包进行分析，找出数据包要到达的一个或多个目的地址，根据情况向一个或多个方向同时传输相同的数据包。对于需要传送大量相同测试数据的众核芯片来说，可以有效的减少测试时间，降低测试功耗。

在国内外对于3D芯片测试的研究中，对于多播通信的研究还是比较多的，但是对于多播测试所要用到的多播路由器设计的研究不是很多。这些多播通信研究也给多播技术应用于测试领域提供了技术支持。这些研究主要集中在如下几点：

1、通过使用多播测试技术，将分布集中的同构芯核集合细分成测试时间错开的多个子集来消除“热斑”，并通过构建不引起“热斑”的多类同构芯核多播测试路径并行方案来降低测试时间，以达到测试并行与热量约束间的平衡。但是没有研究具体的用于多播测试的路由器结构。

2、使用一种面向连接的路径多播机制来用于NoC测试。该方法提出的报文协议简单，实用性强，但是只是研究了具体的路由算法，没有说明路由器的设计细节。

3、在NoC路由器中使用虚电路树状多播的结构，用一种特殊的单播报文(虚电路树建立报文)建立虚电路表，路由器依据此虚电路表转发相继通过的多播报文，但是硬件开销大。

4、在NoC路由器中使用多播并行流水线技术，很好的实现了多播路由器的多播功能，但是不能解决死锁问题，路由器的开销相对较大。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供了一种基于多播维序路由算法的NoC路由器及其路由算法，以解决对含有众核的NoC芯片进行多播测试过程中缺少路由器支持的问题。

本发明为解决技术问题，提供了一种基于多播维序路由算法的NoC路由器。