[发明专利]一种面向片间Worm-Hole流控机制的可扩展高速互连裸芯架构

权利要求书

1.一种面向片间Worm-Hole流控机制的可扩展高速互连裸芯架构，其特征在于，该架构主要面向环形网络拓扑结构，即多个裸芯形成一个环形拓扑，每个裸芯内部的片上网络采用双虚通道以及XY维序路由机制实现片内无死锁，多个裸芯之间的数据传输采用Worm-Hole流控机制，当数据从当前裸芯传输至相邻裸芯时，会在当前裸芯中经过一个虚通道仲裁分配器，其作用是将两个虚通道的数据仲裁为一路进行片间传输，然后该数据通过片间传输至相邻裸芯内，再通过虚通道仲裁分配器根据虚通道信息将数据分配到相应的虚通道中；相邻裸芯间的数据传输通道是双向的，包含输入、输出两个通道。

2.如权利要求1所述的一种面向片间Worm-Hole流控机制的可扩展高速互连裸芯架构，其特征在于，包括一个具有两个虚通道的片上网络和左、右两个端口控制器，所述端口控制器是所述片上网络实现与裸芯外部通信的关口，专门用于片内外协议的转换和端口处数据流的调度。

3.如权利要求2所述的一种面向片间Worm-Hole流控机制的可扩展高速互连裸芯架构，其特征在于，所述端口控制器由两个旁路控制器、两个同步控制器和一个虚通道分配仲裁器三部分组成；其中所述旁路控制器用于控制旁路通路上的数据流，所述旁路通路是一条连接于互连裸芯中的两个扩展端口控制器之间且不经过片内的直连物理通路，它包含输入和输出两个通道；所述同步控制器起到片内、片间协议转换的作用；所述虚通道分配仲裁器有两个作用：一是保证两个虚通道能够共享同一片间总线，二是将片间传输的数据分配仲裁到相应的虚通道。

4.如权利要求3所述的一种面向片间Worm-Hole流控机制的可扩展高速互连裸芯架构，其特征在于，所述旁路控制器的工作过程如下：从相邻裸芯进入当前裸芯的数据在经过所述虚通道分配仲裁器和所述同步控制器后进入到所述旁路控制器中，所述旁路控制器会判断该数据的目的片上网络ID是否为当前裸芯中的片上网络，根据判断结果决定将该数据分配至当前裸芯的片上网络还是当前裸芯的另一个端口控制器的旁路通路中；输出端的旁路端口控制器需要对来自片上网络和旁路通路的数据进行仲裁，仲裁依据为旁路通路的优先级大于片上网络，即优先转发来自旁路通路的数据，来自片上网络的数据竞争失败后，该数据被存入FIFO中等待，直到旁路通路再无数据传输请求后再进行传输。

5.如权利要求4所述的一种面向片间Worm-Hole流控机制的可扩展高速互连裸芯架构，其特征在于，采用Worm-Hole流控机制时，将所述虚通道分配仲裁器配置于所述端口控制器所有模块的外部，也就是将所述端口控制器中的所述旁路控制器和所述同步控制器都开辟出两个独立的虚通道，仅在与片外连接的最外部使用所述虚通道分配仲裁器实现两个虚通道的分配和仲裁。

6.如权利要求5所述的一种面向片间Worm-Hole流控机制的可扩展高速互连裸芯架构，其特征在于，该架构的东、西两侧分别设有两个传输通道，分别为东输入通道、东输出通道、西输入通道和西输出通道。

7.如权利要求6所述的一种面向片间Worm-Hole流控机制的可扩展高速互连裸芯架构，其特征在于，由于采用数据同步传输，每个通道均设有一路跟随时钟，为了实现每个数据的传输确认，需要同时存在valid和ready两个信号；另外，由于片间协议会不同于片内协议，下游裸芯无法做到对所接受的每个片间协议数据的虚通道的重分配，因此需要占用1bit的片间位宽来指示当前传输的片间协议数据的虚通道ID信息，作为下游裸芯的虚通道分配依据。