[发明专利]一种面向多芯粒组合芯片的片上网络仿真系统

说明书

本发明公开了一种面向多芯粒组合芯片的片上网络仿真系统，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；数据路由仿真单元，用于对数据包在片上网络的运行进行仿真并输出数据在片上网络的仿真时间、路由所需的总周期数以及每个数据包的平均延迟。本申请通过在每个芯粒加上片间路由器并与芯粒内部的片内路由器相连，形成异构双层拓扑网络，使之可以仿真不同芯粒间的处理单元交互。对多芯粒芯片设计提供了性能评估，有利于芯片设计初期的探索；可灵活配置多芯粒芯片的各项参数，对不同规模的多芯粒芯片进行仿真。

技术领域

本发明属于多核/众核处理器的通信领域，尤其涉及一种面向多芯粒组合芯片的片上网络仿真系统。

背景技术

随着深度学习的不断发展导致训练深度神经网络的计算需求增加，推进了人工智能专用芯片的研究。为了打破芯片性能的瓶颈，下一代智能芯片Chiplet采用多芯粒的方式组合，片上网络作为多芯粒之间的通信的主要方式，对芯片性能有着极大的关联。为了芯片设计者能直观的评估Chiplet的性能，需要片上网络模拟器对多芯粒之间的通信进行仿真。

由于多芯粒芯片Chiplet的异构特性，传统的片上网络模拟器无法对其进行仿真，需要一种模拟器能仿真异构拓扑的片上网络。

发明内容

本申请实施例的目的是为了提高多芯粒芯片设计初期探索的效率，针对现有技术的不足，提供一种面向多芯粒组合芯片的片上网络仿真系统。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种面向多芯粒组合芯片的片上网络仿真系统，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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；