[发明专利]互连结构上路由的推测性资源分配

说明书

本文公开了与互连结构上路由的推测性资源分配相关的方法和系统。一种公开的方法包括推测性地分配资源集合以支持通过互连结构的一组路径。该方法还包括在该组路径上的分支节点处聚集来自该组路径的一组响应。如果检测到资源争用，则该组响应将包括资源争用的指示符。然后，该方法将还包括响应于资源争用的指示符，从分支节点向下游传输解除分配消息并向上游传输资源争用的指示符，并且在保持一段时间之后为多播重新分配资源。

技术领域

本发明涉及互连结构上路由的推测性资源分配。

背景技术

现代大规模片上系统(systems-on-a-chip，SoC)设备可以集成许多由各种功能块组成的实例，包括处理内核、加速器、存储器和片外接口。附加地，现代SoC可以集成传统上甚至不能在芯片上实现的模块，例如射频通信模块和微机电模块。SoC实现的速度效率和功耗效率以及与构建单个芯片而非多个芯片相关联的成本节约推动了集成度的提高。为了实现这些益处，必须建立一个通信系统，以允许各种模块以高带宽和低延迟进行通信。实现这种通信系统的传统方法包括用于特定信号的片上总线或专用布线。然而，专用布线是资源密集型的并且因为布线通常会保持空闲，所以效率不高，并且片上总线无法随着现代SoC带宽需求的增加而扩展。

SoC中块间通信的现代解决方案包括使用互连结构形式的专用网络。如本文所使用的，术语“互连结构”指的是在系统的终端之间传输数据的可编程系统，其中，该系统通过向与终端相关联的各个路由器写入控制信息而编程。在互连结构中，路由器以及可能与路由器相关联的任何终端都可以被称为“节点”。当互连结构完全位于单个芯片内时，其可以被称为片上网络(network-on-chip，NoC)。数据可以通过互连结构沿一系列节点从一个终端传输到另一个终端。一系列节点可以被称为通过互连结构的“路径”。

图1示出了多核处理器形式的SoC的NoC 100的一部分，其中，结构的终端是四个处理核心101、102、103和104。所示出的处理核心使用四个路由器110、111、112和113链接。处理核心和路由器构成互连结构的节点。路由器使用位于每个处理核心上的网络接口单元(network interface unit，NIU)跟与其相关联的处理核心通信。数据可以使用单播传输、多播传输或广播传输在核心之间传输。在传统方法中，结构中的传输可以是单跳或多跳的，这取决于网络拓扑以及网络中源核心和目的地核心的物理位置。例如，在NoC 100中，相邻核心101和102能够使用单跳传输进行通信，而远端核心101和104需要通过多跳传输进行通信，这是因为数据在相邻路由器之间串联传递，并从每个中间路由器转发到目的地路由器。

互连结构可以通过在结构中为许多不同的传输共享相同的网络资源，以高带宽和有效的资源利用率在多个终端之间有效地分发数据。然而，需要进行设计工作，以确保将这些资源公平有效地分发给连接到结构的各种终端。例如，在技术文献中被称为死锁状态是一种必须避免或减轻的状态，在该状态下，两个单独的传输需要相同的资源，并且每个传输被另一传输阻止无法完成和释放共享的资源。在图2的框图200中示出了这种情况的说明，其中，终端201和终端202是单播路径211的源终端和目的地终端，终端203和终端204是单播路径212的源终端和目的地终端，以及终端205和终端206是单播路径213的源终端和目的地终端。在所示情况下，如果沿至少两条所示路径的至少两个所示终端上没有足够的缓冲区和信道，那么死锁就会发生。例如，如果节点204不能支持路径213和路径212的流，节点201不能支持路径213和路径211的流，并且节点203不能支持路径211和路径212的流，则所有三个单播中的流将被阻塞，没有任何前进的途径。尽管形成死锁状态只需要两条路径，但在此示例中使用了三条路径来说明死锁有时会涉及大量路径及其复杂的相互依赖性这一事实。

发明内容