[发明专利]一种基于三维片上网络的多播传输方法

说明书

本发明公开了一种基于三维片上网络的多播传输方法。本发明根据传输的数据包和网络结构大小，权衡启动延迟和网络延迟这两个延迟性能参数选择最优的分区个数，并根据源节点在网络中的位置，以源节点为中心划分最优的分区结构，在完成分区的基础上对各个子分中的信息进行路由传输。本发明克服了以往网络传输总延迟的缺陷，能动态地根据当前网络状态选择最优的分区方法，并结合分区方法完成各子分区的路由传输，从而均衡网络中各分区的路径长度，尽可能地减小多播传输的总延迟，优化并行通信性能。随着传输信息的数据包大小和网络拓扑结构的扩大，应用该方法的网络在减小延迟方面的性能也会随之提高，有利于提高不断扩展的三维片上网络的通信效率。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种基于三维片上网络的多播传输方法。

背景技术

随着集成电路技术的发展，以及片上系统(SoC)规模和复杂度的增加，片上互连已经成为系统性能提升的瓶颈。三维片上网络(3D NoC)是解决片上互连设计瓶颈的理想方法。在网络中，信息传输模式对全局系统的性能具有较大的影响，多播传输可以充分利用多处理器片上系统(Multiprocessor system-on-chips，MPSoCs)提供的并行性来高效地传输信息，因此在3D NoC通信中应用很广泛。

在本发明作出之前，系统中的传输总延迟包括启动延迟和传输延迟两个方面，为了减小传输总延迟，提高网络性能，网络分区在基于路径的多播中的应用必不可少。分区方法的优劣直接影响片上网络的系统性能。目前，多播传输中的分区方法主要是通过固定分区个数和分区方式得到的，如二分区(Two-block partitioning，TBP)，多分区(Multi-block partitioning，MBP)，垂直分区(Vertical-block partitioning，VBP)等，应用该类分区方法的资源开销、传输延迟等性能并不能适应于日益扩大的MPSoCs的通信需求。特别是在传输延迟方面，主要缺陷表现在现有传输方式中的分区方法只考虑传输延迟单方面的影响，而忽略了启动延迟方面对传输总延迟的影响，即忽略了网络中传输数据包大小和信息源节点位置对网络分区结果的影响，固定了分区个数，从而不能动态地按照实际网络参数状况改变分区个数和分区方式以减小传输总延迟，导致只能得到次优结果。应用该类分区方法的多播传输方法存在如下几个问题：(a)当选定的分区方法中分区个数固定较小时，各分区的传输路径较长，网络延迟较大，从而使得传输总延迟增大，传输效率较低。(b)当选定的分区方法中分区数固定较大时，源节点的注入竞争较大，共享路径较短，启动延迟增加，从而使得传输总延迟增大，导致传输效率较低的同时也会造成了资源浪费。(c)当源节点位于网络边缘位置时，各分区网络结构不平衡，从而增大了传输路径长度，导致网络延迟增加，进而使得传输总延迟增加，影响了传输效率和网络的平衡性。

因此，为了提高网络中信息传输效率，研究适用于不同网络状态的多播传输方法，使其网络分区能够从总延迟的角度出发，根据数据包的长度和网络大小权衡启动延迟和网络延迟这两个方面，动态地选择当前网络的最优分区个数，并根据源节点位置划分最优的分区结构，在该分区方法的基础上路由各个子分中的信息，从而以减小网络传输总延迟，是优化和提高网络并行通信性能的一种重要手段。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制一种基于三维片上网络的多播传输方法。

本发明公开了一种基于三维片上网络的多播传输方法，该方法根据传输的数据包和网络结构的大小，权衡启动延迟和网络延迟这两个延迟性能参数动态地选择当前网络的最优分区个数，并根据源节点在网络中的位置，以源节点为中心划分最优的分区结构，在完成分区的基础上对各个子分中的信息进行路由传输，从而尽可能地减小多播传输的总延迟，提高网络传输效率，优化并行通信性能。随着传输信息的数据包大小和网络拓扑结构的扩大，应用该传输方法的网络在减小延迟方面的性能也会随之提高，有利于提高不断扩展的三维片上网络的通信效率。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于三维片上网络的多播传输方法，包括如下步骤：