片上网络中的流管理制造技术

本发明专利技术涉及一种根据“信用”技术管理生产者和消费者之间的数据流的方法，包括以下步骤：在生产者每次传输数据序列时，将信用计数器减小；当信用计数器达到零时，停止数据传输；在每次消费者已经消费数据序列时，发送信用；以及在接收到信用时，将信用计数器增大。消费者能够使用的数据的大小Wc和生产者传输的数据的大小Wp满足Wc/Wp>1，并且用大小为Wc的数据的数量表示的信用通过下式表示：C＝(Na-Q·F)/Q，其中Na是消费者的输入队列(10)中的可用空间且用大小为Wc的数据的数量表示，所述输入队列(10)配置成存储等待消费的数据，Q是满足1<Q≤Wc/Wp的因子，并且F是尚未被接收到所述队列中且与发送的信用相对应的数据的数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于控制网络中的数据流的技术，特别涉及用于片上网络(NoC)的基于信用的流控制。
技术介绍
流控制技术试图在位于共享异步传输信道(例如，网络)的两个不同节点处的生产者装置和消费者装置之间高效地组织数据分组的传输。在基于信用的流控制的背景中，消费者具有用于每个生产者的缓冲存储器或输入队列，其存储等待消费的分组。每个生产者具有信用计数器，该信用计数器的用分组数量表示的大小在开始时为消费者的输入队列。在每次分组传输时，生产者将其信用计数器减小。当其计数器达到零时，生产者停止传输。传输的分组到达消费者的输入队列。消费者在消费其队列中的一定数量的分组之后，向生产者返回表示队列中的可用空间的信用。在接收到信用时，生产者将其计数器增加对应的数量，这允许生产者继续传输分组。该技术的优化可以在于调节用于发送信用的阈值，使得生产者在其计数器达到零之前接收到信用，同时信用的数量不会阻塞反向传输信道。这样的流控制被用在例如所谓的“PCI高速”总线中。基于信用的技术通常被用在传输信道的带宽相比于生产者和消费者的处理容量而言较小的情况中，例如在宏观网络的背景中。这意味着消费者能够用比其输入队列被传输信道填满的速度更快的速度清空其输入队列，并且生产者能够用比其输出队列被传输信道清空所用的时间更少的时间填满输出队列。在这种情况下，分组结构具有很小的重要性，因为生产者和消费者在两次分组传输之间具有充足的资源来实现格式转换(如果需要的话)。在片上网络中，网络带宽可以匹配生产者和消费者的容量。于是适当的是考虑消费者和生产者使用的字的大小，从而相同的分组可以取决于被生产者看待还是被消费者看待而由不同大小的字形成。用分组的数量计算信用于是可能是不适当的。
技术实现思路
因此需要一种基于信用的流控制技术，其在传输信道的带宽匹配生产者和消费者的容量的情况下能够令人满意。特别感兴趣的是，该控制技术考虑了生产者和消费者使用的字的大小不同。这些需要可以通过消费者装置和生产者装置之间的基于信用的数据流控制方法得到解决，包括以下步骤：在生产者装置每次传输数据序列时，将信用计数器减小；当信用计数器达到零时，停止数据传输；在每次消费者装置已经消费数据序列时，发送信用；以及在接收到每个信用时，将信用计数器增大。消费者装置可使用的数据的大小Wc和生产者装置传输的数据的大小Wp满足Wc/Wp>1，并且用大小为Wc的数据的数量表示的信用通过下式表示：C＝(Na-Q·F)/Q其中Na是消费者装置的输入队列中的可用空间且用大小为Wc的数据的数量表示，所述输入队列配置成存储等待消费的数据，Q是满足1<Q≤Wc/Wp的因子，并且F是尚未被接收到队列中且与发送的信用相对应的数据的数量。消费者装置可以是Wc比特字的存储器(DRAM)，并且数据可以用Wp比特字的分组通过网络传输。当分组中的字被存储在存储器中的随机位置中时，因子Q可以选择为等于Wc/Wp。因子Q可以趋向于(P+1)/P，其中P是要存储在连续存储器位置中的突发的一串Wp比特字的大小。可以在每次消费者装置已经消费阈值数量的Wc比特字时发送信用，所述阈值数量至多等于S/Q，其中S是队列的容量。阈值数量可以等于S/Q减去在信用的传输时间(transit time)期间能够传输的字的数量所得的值。值F可以被确定为累计的发送信用和消费者装置接收到的数据数量之间的差值。附图说明根据在附图中表示的仅出于示例性目的而提供的本专利技术的特定实施例的以下说明，其他特征和优点将变得更清楚明显，在附图中：图1示意性地示出连接到外部存储器的片上网络；图2概略地部分示出在图1的情况下，片上网络的流管理所涉及的电路；图3示出在网络节点中产生的字序列和由外部存储器消费的字序列的实例；并且图4示出在网络节点中产生的字序列和由外部存储器消费的字序列的另一实例。具体实施方式图1示意性地示出包括布置在折叠环面拓扑片上网络中的4x4的计算节点N的处理器阵列PA，如美国专利申请2011-0058569中公开的那样。在阵列拓扑中，每个节点通过双向点对点链路连接到同一行中的两个其他节点并且连接到同一列中的两个其他节点。在环面拓扑中，阵列的节点还在每行和每列中连接成环路，使得所有节点在其互连方面都具有相同的物理结构，特别是阵列边缘上的节点。在图1中所示的折叠拓扑中，每个节点(除了阵列边缘上的节点以外)在一行中和一列中都连接到相同奇偶性(parity)的两个其他节点，从而使节点之间的连接具有基本上相同的长度。每个节点N包括：五向路由器(five-way router)，其管理去往行和列中的下一节点的用北、南、东、西表示的四个链路；以及具有未示出的计算单元(例如，用并行总线互连的处理器簇)的链路。可以采取独立集成电路形式的处理器阵列PA通常与外部动态存储器DRAM相关联。取决于输入/输出接口IO和存储器的带宽，该存储器通过一个或多个其输入/输出接口IO连接到阵列PA。以下说明基本上涉及被看作是“消费者”的DRAM中的数据写入，阵列的节点是“生产者”。在所示的实例中，四个IO接口连接到仲裁电路ARBTR，其管理IO接口和单个存储器总线之间的数据传送。在实际的实例中，存储器总线具有64比特的宽度，并且每个IO接口通过32比特总线通信，所述32比特总线具有与用于网络的内部连接的总线相同的宽度。利用该配置，当每条网络总线的速率是每条存储器总线的速率的一半时，存在存储器和网络带宽之间的理论平衡。因此，存储器消费Wc＝64比特的字，而网络生产Wp＝32比特的字的分组。图2示意性地部分示出用于在图1的实例中实现基于信用的流控制的结构。仲裁者ARBTR包括用于每个网络节点N的输入队列10，其可以在DRAM中写入数据。在实践中，节点N的角色是可互换的，由此仲裁者包括用于每个节点的队列，因此在该实例的上下文中包括16个队列。队列10被设计成包含等待由DRAM消费的字。这些字优选地具有与存储器总线相同的宽度，在这里为64比特。然而，从网络到达的分组是由与网络的内部链路的宽度(在这里为32比特)相应的字形成的。因此，每个队列的前面设有重对准电路RALGN，其把到来的分组的32比特字结合起来从而形成待放置到队列中的64比特字。每个队列由控制电路CTRL管理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消费者装置和生产者装置之间的基于信用的数据流控制方法，包括以下步骤：·在所述生产者装置每次传输数据序列时，将信用计数器减小；·当所述信用计数器达到零时，停止数据传输；·在每次所述消费者装置已经消费数据序列时，发送信用；以及·在接收到每个信用时，将信用计数器增大；其中所述消费者装置能够使用的数据的大小Wc和所述生产者装置传输的数据的大小Wp满足Wc/Wp>1，并且用大小为Wc的数据的数量表示的信用通过下式表示：C＝(Na‑Q·F)/Q其中Na是所述消费者装置的输入队列(10)中的可用空间且用大小为Wc的数据的数量表示，所述输入队列(10)配置成存储等待消费的数据，Q是满足1<Q≤Wc/Wp的因子，并且F是尚未被接收到所述队列中且与发送的信用相对应的数据的数量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.28 FR 11598541.一种消费者装置和生产者装置之间的基于信用的数据流控制方法，
包括以下步骤：
·在所述生产者装置每次传输数据序列时，将信用计数器减小；
·当所述信用计数器达到零时，停止数据传输；
·在每次所述消费者装置已经消费数据序列时，发送信用；以及
·在接收到每个信用时，将信用计数器增大；
其中所述消费者装置能够使用的数据的大小Wc和所述生产者装置传
输的数据的大小Wp满足Wc/Wp>1，并且用大小为Wc的数据的数量表
示的信用通过下式表示：
C＝(Na-Q·F)/Q
其中Na是所述消费者装置的输入队列(10)中的可用空间且用大小为
Wc的数据的数量表示，所述输入队列(10)配置成存储等待消费的数据，
Q是满足1<Q≤Wc/Wp的因子，并且F是尚未被接收到所述队列中且与
发送的信用相对应的数据的数量。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述消费者装置是Wc比特字的存
储器(DRAM)，并且所述数据用Wp比特字的分组通过网络传输。
3.如权利要求2所述的方法，其中当所述分组中的字被存储在所述存
储器中的随机位置中时，所述因子Q被选择为等于Wc/Wp。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述因子Q趋向于...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·哈兰德，Y·杜兰德，P·库沃，T·尚普塞，
申请(专利权)人：卡尔雷公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR