一种分形树结构通信结构、方法、控制装置及智能芯片制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种分形树结构通信结构、方法、控制装置及智能芯片，该通信结构包括一中心节点，其为所述片上网络的通信数据中心，用于向所述多个叶子节点进行通信数据的广播或多播；多个叶子节点，其为所述片上网络的通信数据节点，用于向所述中心叶子节点进行通信数据的传递；转发器模块，用于连接所述中心节点与所述多个叶子节点，通信数据通过所述转发器模块进行转发；其中，将所述多个叶子节点分为N组，每组中叶子节点的个数相同，所述中心节点通过所述转发器模块单独与每一组叶子节点进行通信连接，所述通信结构为分形树结构，每组叶子节点构成的通信结构具有自相似性，所述转发器模块包括中心转发器模块、叶子转发器模块、中间转发器模块。

【技术实现步骤摘要】
一种分形树结构通信结构、方法、控制装置及智能芯片
本专利技术涉及智能设备、无人驾驶、片上网络数据传输等
，特别涉及一种分形树结构通信结构、方法、控制装置及智能芯片，用于片上网络的通信。
技术介绍
实现在片上网络上实现广播和多播等操作，片上网络是片上系统的一种新的通信方法，是多核技术的主要组成部分。所述广播是指网络对广播地址发出的数据包进行无条件复制并转发，所有主机都可以接收到所有信息；所述多播是指多播数据仅由对该数据包感兴趣的接口接收，也就是说，由运行希望参加多播会话应用系统的主机上的接口接收。现有使用的片上网络进行通信的技术有网格型片上网络和环型片上网络。如图1所示的网格型片上网络结构示意图，其中，每个tile都与上下左右四个tile相连，每两相邻tile间可直接互相传输数据。但该网格型片上网络结构存在广播和多播的控制复杂，并且随传出数据的tile不同，需要的延迟数不统一的缺点。如图2所示的环型片上网络结构示意图，其中，将所有tile连接成环，每两相邻tile间可直接互相传输数据。但该环型片上网络结构存在广播和多播的延迟较长的缺点。现有技术对片上多核之间的广播和多播通信方式都没有提供有效的支持，因此，提供一种同时适合广播通信和多播通信等方式的延迟低、面积占用小的方式就尤为迫切和必要。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种分形树结构通信结构、方法、控制装置及智能芯片。本专利技术提出一种分形树结构的用于片上网络的通信结构，用于片上网络的通信，包括：一中心节点，其为所述片上网络的通信数据中心，用于向所述多个叶子节点进行通信数据的广播或多播；多个叶子节点，其为所述片上网络的通信数据节点，用于向所述中心叶子节点进行通信数据的传递；转发器模块，用于连接所述中心节点与所述多个叶子节点，通信数据通过所述转发器模块进行转发；其中，将所述多个叶子节点分为N组，每组中叶子节点的个数相同，所述中心节点通过所述转发器模块单独与每一组叶子节点进行通信连接，所述通信结构为分形树结构，每组叶子节点构成的通信结构具有自相似性，所述转发器模块包括中心转发器模块、叶子转发器模块、中间转发器模块。所述的分形树结构的用于片上网络的通信结构，用于片上网络的通信，在保证所述中心节点单独与所述每一组叶子节点通信连接的情况下，减少所述转发器模块的个数，使所述转发器模块的共用程度最大化。本专利技术还提出一种利用所述装置的通信方法，用于片上网络的通信，通过所述中心节点将通信数据向所述多个叶子节点进行广播或多播，所述多个叶子节点接收到所述片上网络中的通信数据时，向所述中心叶子节点进行传递。所述的通信方法，用于片上网络的通信，包括：当从所述中心节点将通信数据向所述多个叶子节点之间进行广播时，首先将所述通信数据输入至所述中心节点的中心转发器模块的数据缓存，再将所述通信数据依次在所述中间转发器模块的数据缓存中传输，最后将所述通信数据输入至叶子节点的叶子转发器模块的数据缓存，叶子转发器模块通过输出端口将所述通信数据输出给每一组叶子节点中的叶子节点。所述的通信方法，用于片上网络的通信，包括：当所述中心节点将通信数据向所述多个叶子节点之间进行多播时，首先将所述通信数据输入至所述中心节点的所述中心转发器模块的数据缓存，再将所述通信数据依次在所述中间转发器模块的数据缓存中传输，最后将所述通信数据输入直接连接至叶子节点的所述叶子转发器模块的数据缓存，所述叶子转发器模块将数据缓存中的所述通信数据通过移位器进行移位，给每个叶子节点分配预设带宽的通信数据，并通过所述叶子转发器模块的输出端口将所述通信数据输出给每一组叶子节点中的叶子节点。所述的通信方法，用于片上网络的通信，包括：当所述多个叶子节点将通信数据向所述中心节点进行传递时，如果叶子节点传输的是全带宽的通信数据，则首先将所述通信数据输入至所述叶子节点的所述叶子转发器模块的数据缓存，再将所述通信数据依次在所述中间转发器模块的数据缓存中传输，最后将所述通信数据输入至所述中心节点的所述中心转发器模块的数据缓存，所述中心转发器模块通过加法器对所有接收到的叶子节点传输来的数据进行叠加，将叠加结果通过所述中心转发器模块的输出端口输出给所述中心节点。所述的通信方法，用于片上网络的通信，包括：当所述多个叶子节点将通信数据向所述中心节点进行传递时，如果叶子节点传输的是各自预设带宽的通信数据，则首先将所述通信数据输入至所述叶子节点的所述叶子转发器模块的数据缓存，再将所述通信数据依次在所述中间转发器模块的数据缓存中传输，最后将所述通信数据输入至所述中心节点的所述中心转发器模块的数据缓存，所述中心转发器模块通过移位器对所有接收到的叶子节点传递来的所述通信数据根据所述通信数据预设带宽在全带宽中所处的位置进行移位，并通过加法器对所有接收到的叶子节点传递来的所述通信数据进行叠加，并将叠加结果通过所述中心转发器模块输出端口输出给所述中心节点。所述的通信方法，用于片上网络的通信，包括：所述中心转发器模块通过移位器对所有接收到的叶子节点传递来的所述通信数据根据所述通信数据预设带宽在全带宽中所处的位置进行移位之后，通过所述中心转发器模块中的固定逻辑器将每个叶子节点传递来的所述通信数据在预设带宽之外的数据均设置为0，以便执行后续的叠加操作。本专利技术还提出一种包含所述通信结构的控制装置，所述控制装置包括一个或多个所述通信结构，其中多个通信结构通过转发器模块相连。本专利技术还提出一种包含所述控制装置的智能芯片。由以上方案可知，本专利技术的优点在于：本专利技术能够以低延迟、低复杂度和低面积占用的方式在片上网络上实现广播和多播等操作；能够提高广播通信和多播通信的效率，以便获得更好的通信效果；通过分形树的手段在同一电路上解决了片上多核间的广播，多播传输问题，以H-tree结构为例，对于n+1个核之间的传输，传输延迟仅有logn拍；对于数据宽度为n的传输，用于传输的数据线宽也仅为n；通过分形树的手段在同一电路上解决了片上多核间的多对一传输问题，以H-tree结构为例，对于n+1个核之间的传输，传输延迟仅有logn拍；对于数据宽度为n的传输，用于传输的数据线宽也仅为n。附图说明图1为所述的网格型片上网络结构示意图；图2为所述的环型片上网络结构示意图；图3为本专利技术的一个实施例中使用H-tree连接的16+1个核的片上多核结构示意图；图4为本专利技术的一个实施例中Hub结构示意图；图5为本专利技术的一个实施例中使用的hub_one_to_two结构示意图；图6为本专利技术的一个实施例中使用的hub_two_to_one结构示意图；图7为本专利技术的一个实施例中由一个核向多个核的广播传输的hub的行为示意图；图8为本专利技术的一个实施例中由一个核向多个核的传输结构示意图；图9为本专利技术的一个实施例中由一个核向多个核的多播传输时不与leaftile直接相连的hub的行为示意图；图10为本专利技术的一个实施例中由一个核向多个核的多播传输时与leaftile直接相连的hub的行为示意图；图11为本专利技术的一个实施例中由多个核的输出相加并以全带宽传输给一个核时的hub行为示意图；图12为本专利技术的一个实施例中由多个核的输出相加并传输给一个核的多播时数据传输结构示意图；图13为本专利技术的一个实施例中多个核的输出进行位拼接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分形树结构的用于片上网络的通信结构，用于片上网络的通信，其特征在于，包括：一中心节点，其为所述片上网络的通信数据中心，用于向所述多个叶子节点进行通信数据的广播或多播；多个叶子节点，其为所述片上网络的通信数据节点，用于向所述中心叶子节点进行通信数据的传递；转发器模块，用于连接所述中心节点与所述多个叶子节点，通信数据通过所述转发器模块进行转发；其中，将所述多个叶子节点分为N组，每组中叶子节点的个数相同，所述中心节点通过所述转发器模块单独与每一组叶子节点进行通信连接，所述通信结构为分形树结构，每组叶子节点构成的通信结构具有自相似性，所述转发器模块包括中心转发器模块、叶子转发器模块、中间转发器模块。

【技术特征摘要】
1.一种分形树结构的用于片上网络的通信结构，用于片上网络的通信，其特征在于，包括：一中心节点，其为所述片上网络的通信数据中心，用于向所述多个叶子节点进行通信数据的广播或多播；多个叶子节点，其为所述片上网络的通信数据节点，用于向所述中心节点进行通信数据的传递；转发器模块，用于连接所述中心节点与所述多个叶子节点，通信数据通过所述转发器模块进行转发；其中，将所述多个叶子节点分为N组，每一组中叶子节点的个数相同且为偶数个，所述中心节点通过所述转发器模块单独与每一组叶子节点进行通信连接，所述通信结构为分形树结构，每一组叶子节点构成的通信结构具有自相似性，所述转发器模块包括中心转发器模块、叶子转发器模块、中间转发器模块。2.如权利要求1所述的分形树结构的用于片上网络的通信结构，用于片上网络的通信，其特征在于，在保证所述中心节点单独与每一组叶子节点通信连接的情况下，减少所述转发器模块的个数，使所述转发器模块的共用程度最大化。3.一种利用如权利要求1～2中任一项所述装置的通信方法，用于片上网络的通信，其特征在于，通过所述中心节点将通信数据向所述多个叶子节点进行广播或多播，所述多个叶子节点接收到所述片上网络中的通信数据时，向所述中心节点进行传递。4.如权利要求3所述的通信方法，用于片上网络的通信，其特征在于，包括：当从所述中心节点将通信数据向所述多个叶子节点之间进行广播时，首先将所述通信数据输入至所述中心节点的中心转发器模块的数据缓存，再将所述通信数据依次在所述中间转发器模块的数据缓存中传输，最后将所述通信数据输入至叶子节点的叶子转发器模块的数据缓存，叶子转发器模块通过输出端口将所述通信数据输出给每一组叶子节点中的叶子节点。5.如权利要求3所述的通信方法，用于片上网络的通信，其特征在于，包括：当所述中心节点将通信数据向所述多个叶子节点之间进行多播时，首先将所述通信数据输入至所述中心节点的所述中心转发器模块的数据缓存，再将所述通信数据依次在所述中间转发器模块的数据缓存中传输，最后将所述通信数据输入直接连接至叶子节点的所述叶子转发器模块的数据缓存，所述叶子转发器模块将数...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗韬，刘少礼，张士锦，陈云霁，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11