[发明专利]支持在网计算的芯粒间网络路由器及数据包在网处理方法

权利要求书

1.一种面向多芯粒集成系统的支持在网计算的芯粒间网络路由器，其特征在于，所述芯粒间网络路由器包括N个输入端口、N个解析单元、1个控制单元、1个专用缓冲区、1个在网计算处理单元、N+1个路由计算单元、1个交叉开关、1个交叉开关仲裁器和N个输出端口，每个输入端口分别依次串联1个解析单元和1个路由计算单元，其中，

N个输入端口包括本地输入端口和其他方向输入端口，本地输入端口通过网络接口NI与本地芯粒相连，其他方向输入端口通过网络链路与上游路由器的输出端口相连，每个输入端口有M个输入缓冲区，所述输入端口用于接收从上游路由器发出的数据包或从网络接口注入的数据包，接收后将数据包先暂存在输入缓冲区中，并将输入缓冲区中首个数据包传递至解析单元进行解析，其中，所述数据包包括源地址、目的地址、网算标识位、数据包序号值和数据部分；

每个解析单元分别接收对应连接的输入端口的输入缓冲区传输的数据包，并读取该数据包的网算标识位和数据包序号值，若网算标识位的值为0，则表明该数据包不需要进行在网计算，解析单元将该数据包传输至路由计算单元；若网算标识位的值为1，则表明该数据包需要进行在网计算，解析单元需将该数据包的序号值传递给控制单元进行判断；

所述控制单元用于控制解析单元和专用缓冲区，控制单元接收来自N个解析单元传入的数据包序号值，并和当前多芯粒集成系统维护的序号值进行比较，结合相同序号值的数据包的到达情况，对N个解析单元和专用缓冲区发出控制信号；

所述专用缓冲区用于接收从N个解析单元传入的需要进行在网计算的数据包，并缓存这些数据包；

所述在网计算处理单元接收专用缓冲区或N个解析单元传入的数据包，并对这些数据包进行在网计算处理，将处理后的数据包传输给路由计算单元；

N+1个路由计算单元分别从对应连接的N个解析单元或在网计算处理单元接收数据包，对数据包进行路由计算，并将数据包传输至交叉开关，每个路由计算单元读取数据包头部的目的地址和网算标识位，通过XY路由算法计算出该数据包的输出端口号，所述XY路由算法的输入是数据包当前所在地址和目的地址，通过对上述两个地址位置坐标的比较，得到数据包的输出端口号，N+1个路由计算单元随即将相应的输出端口号和网算标识位的值传递至交叉开关仲裁器；

所述交叉开关仲裁器分别从N+1个路由计算单元接收各数据包的输出端口号和网算标识位的值，计算这些数据包使用交叉开关的优先级，选择优先级最高的数据包优先使用交叉开关，并将选择结果作为仲裁信号发送至交叉开关；

所述交叉开关分别从N+1个路由计算单元接收数据包，并接收交叉开关仲裁器的仲裁信号，根据仲裁信号选择1个路由计算单元传出的数据包并将该数据包传递至对应的输出端口；

N个输出端口接收交叉开关传输的数据包，并将数据包加入输出队列，按照先到先服务原则向下游路由器或本地芯粒输出数据包。

2.根据权利要求1所述的支持在网计算的芯粒间网络路由器，其特征在于，所述数据包中源地址表示该数据包由网络中哪一颗芯粒产生，所述目的地址表示该数据包由网络中哪一颗芯粒接收，所述网算标识位用于区分该数据包是否需要进行在网计算，所述数据包序号值表示该数据包的注入顺序，所述数据部分是该数据包要传输的具体数据内容。

3.根据权利要求1所述的支持在网计算的芯粒间网络路由器，其特征在于，所述在网计算处理单元包括T个数据缓冲区、1个首微片暂存器、1个浮点加法器组和R个拼接单元，所述浮点加法器组由F个浮点加法器组成，其中，所述在网计算处理单元的工作过程如下：将所有输入的待处理数据包截断为两部分，第一部分是数据包的首微片，第二部分是数据包的数据部分，将首微片暂存于首微片暂存器中，数据部分存入T个数据缓冲区；将数据缓冲区中的数据部分移入浮点加法器组，浮点加法器组提取数据部分的数值，将数值分别移入不同的浮点加法器输入端口，浮点加法器对数值进行浮点加法计算得到计算结果，将计算结果重新写入数据包的数据部分，进而将首微片暂存器中的首微片和新得到的数据部分移至拼接单元，所述拼接单元将首微片和新得到的数据部分拼接成一个新的数据包。