[发明专利]一种面向多芯粒组合芯片的片上网络仿真系统

权利要求书

1.一种面向多芯粒组合芯片的片上网络仿真系统，其特征在于，包括：

片上网络生成单元，用于根据多芯粒组合芯片特征生成片上网络的抽象模型，包括芯片配置模块、拓扑抽象模块和路由器生成模块，所述芯片配置模块用于获取芯片描述信息并对所述芯片描述信息进行解析，所述拓扑抽象模块用于根据解析后的芯片描述信息生成片上网络的拓扑结构，所述路由器生成模块用于初始化路由器节点；

数据路由仿真单元，用于对测试数据在片上网络的运行进行仿真并输出所述测试数据在所述片上网络的仿真时间、路由所需的总周期数以及由所述测试数据切分而成的每个数据包的平均延迟，包括参数配置模块、事件生成模块、事件队列模块和事件处理模块，所述参数配置模块用于获取仿真环境设置和测试数据，所述事件生成模块用于生成事件并加入到事件队列，所述事件队列模块用于维护事件队列，将事件按触发时间顺序排列，所述事件处理模块用于从所述事件队列模块中取出事件并执行；

其中，所述片上网络的拓扑结构中，芯粒内部的网络通信由片内路由器负责，芯粒之间的通信由分布在芯粒东南西北的四个片间路由器负责，片间路由器除了对接其他芯粒的片间路由器，还与所处芯粒的边缘片内路由器通信；

其中，所述事件生成模块用于生成四种事件，分别为数据注入事件、路由器流水处理事件、数据传输事件、片上网络状态更新事件；

所述数据注入事件由所述测试数据中的数据注入时间触发，根据仿真环境设置，将测试数据切分成数据包，载入起始地址的路由器输入缓存中；

所述路由器流水处理事件用于模拟路由器的工作过程，所述工作过程包括以五级流水线进行的五个阶段：路由计算阶段、虚拟通道分配阶段、交叉开关分配阶段、输出缓存分配阶段及输出冲突检测阶段；

该五个阶段包括：

第一阶段，所述路由计算阶段调用路由算法计算当前数据包的下一跳方向，即输出端口，并进入下一阶段，如果当前数据包已到达目的路由器，则计算数据包路由的周期数；

第二阶段，所述虚拟通道分配阶段使数据包竞争当前端口缓存中空闲的虚拟通道，如果竞争到空闲虚拟通道，则进入下一阶段，否则等待；

第三阶段，所述交叉开关分配阶段使数据包竞争当前交叉开关的空闲端口，如果竞争到空闲端口，则进入下一阶段，否则等待；

第四阶段，所述输出缓存分配阶段使数据包竞争空闲缓存的位置，如果竞争到空闲缓存，则进入下一阶段，否则等待；

第五阶段，所述输出冲突检测阶段对下一跳路由器的输入缓存进行检测，如果下一跳路由器的输入缓存有空闲，则生成数据传输事件，否则等待；

所述路由算法包括：

步骤一：根据当前地址和目的地址中的前两维芯粒坐标，判断数据包与目的地址是否在同一芯粒，如已在同一芯粒，进行步骤五；如不在同一芯粒，根据坐标判断目的芯粒相对于起始芯粒的相对方向，采用先横向移动到目的芯粒所在列，再纵向移动到目的芯粒所在行的策略，其中所述目的芯粒为所述目的地址所在芯粒；

步骤二：进行跨芯粒路由时，数据包根据所述目的芯粒的方向先横向移动到当前芯粒的片间路由器，由当前片间路由器进入下一个芯粒的片间路由器；

步骤三：数据包由芯粒的片间路由器进入芯粒的内部节点时，随机选择一个与片间路由器相连的节点进入；

步骤四：重复步骤二继续横向移动，直到到达所述目的芯粒的所在列，进行纵向移动，直到到达所述目的芯粒；

步骤五：在所述目的芯粒内部，横向移动至所述目的地址的所在列，再纵向移动至所述目的地址，根据步骤一至步骤五中移动的路径计算周期数。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述路由器生成模块对于网络拓扑中的任意路由器参数都能独立配置，以形成异构网络，从而模拟多芯粒间路由的网络拥塞。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述路由器参数包括输入端口数量，输出端口数量，虚拟通道数量，缓存大小。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据传输事件由数据包需要发送至下一跳时触发，将经过路由器流水处理事件的数据包发送到下一跳路由器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述片上网络状态更新事件由各节点的路由器缓存变化触发，用于实时更新路由器的输入输出缓存状态。