[发明专利]片上网络多播分组断点绕路续传机制

说明书

技术领域

本发明涉及的是通信技术领域，具体涉及一种片上网络多播分组断点绕路续传机制。

背景技术

随着集成电路工艺的发展，总线结构的片上系统的缺点越发突出，为了克服其不足，片上网络(NoC)应运而生。片上网络采用合理的拓扑结构并引入路由交换理论，因此其并行通信的特点可以满足未来发展的需求。例如，2012年Intel公司最新的片上网络处理器Xeon Phi 5110P采用22nm工艺的3D晶体管集成了60个IP核，工作频率高达1.053GHz，并获得高达1.011TFlops的双精度峰值性能，成为高性能计算的新基础。因此，开展片上网络基础理论及关键技术的研究是具有理论意义和实用价值的。

随着应用的发展，多播通信在片上网络的应用越来越广。例如，在分布式共享缓存系统中，为了维持各缓存中数据的一致性需要广播信令，这种情况下多播通信的比例高达12.4％[2]。然而，传统的片上网络设计当中往往只考虑单播通信，如果直接将传统的单播片上网络运用于多播通信，会使得网络性能急剧下降。片上资源有限，多播业务的加入更容易导致阻塞，造成网络流量不均衡、平均链路利用率低，进而降低网络并行性，因此，对于从多播角度出发如何提高片上通信系统的性能是一个挑战。因此，研究片上网络多播技术解决由于多播业务导致的低并行性等问题成为当前业界的研究热点。

目前，在片上网络中，多播分组在发送过程中，如遇到路径上某一节点虚信道队列满时，会暂停继续向该节点的这一端口队列继续发送分组。这样就造成了该节点和上一跳节点的拥塞，在数据量大时，因一直占用该虚信道而造成死锁，致使整个网络瘫痪。因此，研究片上网络多播分组绕路续传机制显得更加重要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种片上网络多播分组断点绕路续传机制，以及其适用的网络拓扑和路由器结构。当节点某端口虚信道队列满而不能继续接受分组时，上一跳节点切断数据链，并从此断点处开始绕路续传，直至整条数据链发送完毕。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：片上网络多播分组断点绕路续传机制，所适用的片上网络路由器为标准虚信道路由器。网络拓扑结构为标准N×N的Mesh(网格)网络(N≥3)。片上网络中，多播分组分为三种：头微片、体微片、尾微片，所述头微片包含源节点坐标，目的节点坐标以及其他相关信息(用来申请虚信道等功能)。体微片即为真正要传输的数据。所述尾微片用来结束分组传输，释放所占用的信道。在体微片发送过程中遭遇下一跳虚信道即将满时，新建一个带有本节点坐标标记的尾微片传出，将发往该方向的头微片重新发送至另一个可靠的方向，并标记上本节点的坐标，接下来的体微片都按照新的方向发送。接收端根据头尾微片中的坐标拼接即可。

本发明的有益效果：避免了多播死锁，允许传输超长数据包，降低链路建立的耗时，可以利用该策略建立一条时延稳定的，可靠的通信信道。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的的原理图；(1-1为普通节点，1-2为源节点，1-3为目的节点，1-4为原始多播路径，1-5为断点续传路径，1-6为线路阻塞，1-7为数据链路。)

图2为本发明的N×N的Mesh(网格)网络示意图；(2-1为路由器，2-2为主机，2-3为数据链路。)

图3是本发明的虚信道路由器结构；(3-1为路由单元，3-2为输入单元，3-3为输出单元，3-4为虚信道仲裁单元，3-5为交换仲裁单元，3-6为交换开关。)

图4为本发明的分组数据格式。(左半边为数据格式概况，右边为具体参数。)

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-4，本具体实施方式采用以下技术方案：片上网络多播分组断点绕路续传机制，其网络拓扑结构为标准N×N的Mesh(网格)网络(N≥3)，包括路由器2-1、主机2-2和数据链路2-3，路由器2-1与主机2-2相连，多个路由器2-1通过数据链路2-3形成N×N的Mesh网络。