[发明专利]一种基于FPGA的片上网络路由器

摘要

本发明公开一种基于FPGA的片上网络路由器，通过IP复用将多个路由器连接在一起，组成通信网络。上述每个路由器主要由交换开关和n+1个方向的端口链路模块组成，其中n是与当前路由器相邻路由器的个数；每个方向的端口链路模块均包括输入虚通道缓存模块、虚通道控制器、路由译码器和请求仲裁器。本发明具有结构简单、资源使用率低、低功耗和可复用的特点，并可以通过IP复用技术组成通信网络，应用在片上网络系统中。

主权项

一种基于FPGA的片上网络路由器，包括多个连接在一起的路由器，其特征在于：每个路由器主要由交换开关和n+1个方向的端口链路模块组成，其中n是与当前路由器相邻的路由器个数；交换开关，负责路由器内部各端口链路模块之间的数据交换；每个方向的端口链路模块均包括输入虚通道缓存模块、虚通道控制器、路由译码器和请求仲裁器；其中，输入虚通道缓存模块，包括虚通道写选择器、虚通道、虚通道读选择器；虚通道写选择器，根据虚通道控制器给出的虚通道号选择要写的虚通道；虚通道读选择器，根据路由译码器给出的虚通道号选择要要读的虚通道；虚通道由至少2个并接在虚通道写选择器和虚通道读选择器之间的异步先进先出数据缓存器组成，用以缓存上个路由器转发过来的数据；虚通道控制器，在收到上个路由器的相邻方向请求仲裁器发出的请求信号后，根据当前网络拥塞状况选择一条虚通道同时给上个路由器应答信号；路由译码器，在虚通道中有数据时，根据虚通道使用情况选择由虚通道控制器送来的头微片信息，调用路由计算函数并得出下一跳的方向，向对应方向发送请求信号，建立输入与输出方向的链路；请求仲裁器，当有多个方向的路由译码器向同一个方向发请求信号时，用轮询的方式，选择其中一个方向的请求信号作为最终请求信号，拥有输出通道的使用权，并向下个路由器发送申请。