本发明专利技术公开了一种3D NoC中TSV故障分级的容错方法，将TSV及数据位均分为四组，若TSV故障状态值在6以内，则通过利用剩余可用TSV实现组与组间及组内数据位间的串行传输，否则使用局域化的容错路由算法，先在本地存储的TSV状态表中找出最优TSV的地址，并将其作为临时目的地址添加到数据包头部以完成层间通信。本发明专利技术方案通过判定TSV链路的故障等级选择相应的容错方法，在保证系统拥有较高可靠性的同时，减少可用资源的浪费。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种3D?NoC中TSV故障分级的容错方法，将TSV及数据位均分为四组，若TSV故障状态值在6以内，则通过利用剩余可用TSV实现组与组间及组内数据位间的串行传输，否则使用局域化的容错路由算法，先在本地存储的TSV状态表中找出最优TSV的地址，并将其作为临时目的地址添加到数据包头部以完成层间通信。本专利技术方案通过判定TSV链路的故障等级选择相应的容错方法，在保证系统拥有较高可靠性的同时，减少可用资源的浪费。【专利说明】
本专利技术涉及集成电路芯片的应用
，尤其涉及一种。
技术介绍
3D IC技术是通过短且密集的Through Silicon Via (TSV)将多层硅片堆叠在一起，缩短了链路长度，增加了链路带宽，从而提高网络性能并降低通讯延时，在半导体产业已获得可观收益。虽然在集成系统中使用3D Network on Chip(NoC)架构相比传统2D NoC具有更多优点，但存在多种因素会导致3D架构变成非全互连。其原因可分为两个方面:1、因TSV故障而导致的非全互连。在3D IC的封装过程中，由于制造TSV时可能产生空隙或气泡，绑定时TSV与衬垫不重合，以及在焊接过程TSV间短路或TSV与衬垫间开路均会导致TSV故障。同时，TSV在使用过程中也容易出现故障。 2、在某些特定应用中因各个模块大小不一(上层一个IP核的面积与下层若干个IP核总面积相当，而上层的IP核只与下层中一个IP核通过TSV相连)而导致3D NoC非全互连。 由TSV故障而导致的非全互连，可引起系统性能下降，甚至可能引起NoC通讯系统工作的停止，或者死锁甚至可能使整个芯片报废。因此，在3D NoC中对TSV进行硬件容错变得尤为重要。同时，要保证非全互连3D NoC架构下的系统性能，对容错路由算法的研究也必不可少。一般对于TSV容错的方案可分为三类:1、采用冗余TSV，为达到一定的容错能力，需要添加足够多的冗余TSV，带来较大的面积和功耗开销，且只能容数量有限的TSV故障。 2、对TSV进行加固，当TSV链路故障时，利用该链路内剩余可用TSV串行传输数据，减少了因TSV故障而带来的系统性能降低，但在不添加冗余TSV的情况下容错性能不闻。 3、采用容错路由算法绕过故障节点，但是这种方法会带来延时和功耗的增加以及系统性能的下降，并且会带来部分系统无故障资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种。 本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种，操作步骤如下:a、对TSV链路进行故障测试，得到TSV链路中各TSV位线的故障状态；b、对TSV链路中各组TSV的故障状态进行判定，若无TSV故障则将该组故障状态标记为(OO)2，若组内故障TSV数彡1/2组内TSV数，则将该组故障状态标记为(Ol)2，否则将其故障状态标记为(1)2;对于(OO)2组所对应的数据一次传输完毕；对于(Ol)2组所对应的数据分两次传输；(1)2组所对应的数据通过非(1)2组TSV进行传输，当四组TSV状态值之和大于6时，该TSV链路不可用；C、对于TSV链路存在故障且仍可用时，数据通过TSV进行串行传输；d、对于不可用的TSV链路，数据通过局域化的容错路由算法，找出最优TSV完成传输。 步骤C中所述的的串行传输为:当存在(1)2故障状态组时，需进行组与组间的串行传输；若存在(OI)2故障状态组，需进行组内的数据串行传输，在组间串行传输时，串行控制器首先让(OO)2/(Ol)2组传输数据，当其中一组传输完毕后，串行控制器将(1)2组对应的数据分配到该组上传输即可，在进行组内数据串行传输时，首先将无故障TSV所对应的数据位发送出去，第二周期再将剩余数据位分配到无故障TSV上传输即可。 步骤d所述的局域化的容错路由算法为:首先，每个路由器均需存储距离该节点两跳内各节点UP/Down TSV可用状态的TSV状态表，其次，将TSV表在逻辑上将分为四个区域，最后，当IP核需要层间通信时，在数据包发往网络之前，根据目的节点方向来选择查找TSV UP Table/TSV Down Table，采用由近至远的方式选出可用的TSV地址，将该TSV地址作为临时目的地址放在数据包头部，利用XY-YX路由算法找到该地址后，去掉临时数据包头，根据原目的地址继续传输即可。 本专利技术的优点是:本专利技术是将TSV的硬件加固方法与容错路由算法相结合，在不同TSV故障状态下，采用相应的容错措施，当TSV故障状态值在一定范围内时，数据可通过重映射分多次传输出去，如此不但可以充分利用故障TSV链路中剩余可用的TSV，还能够降低因TSV链路故障造成的网络拥塞，当TSV链路确定不可用时，通过局域化的容错路由算法完成层间通信，保证了系统的可靠性，同时由于提出的路由算法可使数据包尽可能在最短路径上传输，也减少了延时及功耗开销。 【专利附图】【附图说明】 图1为N位数据可重映射的容错TSV架构。 图2为故障检测过程。 图3为TSV故障诊断向量对应的分组状态标记。 图4为15种组合方式下所需的周期数。 图5为TSV状态表。 图6为第四象限查找顺序。 【具体实施方式】 一种，操作步骤如下:a、对TSV链路进行故障测试，得到TSV链路中各TSV位线的故障状态；b、对TSV链路中各组TSV的故障状态进行判定，若无TSV故障则将该组故障状态标记为(OO)2，若组内故障TSV数彡1/2组内TSV数，则将该组故障状态标记为(Ol)2，否则将其故障状态标记为(1)2;对于(OO)2组所对应的数据一次传输完毕；对于(Ol)2组所对应的数据分两次传输；(1)2组所对应的数据通过非(1)2组TSV进行传输，当四组TSV状态值之和大于6时，该TSV链路不可用； C、对于TSV链路存在故障且仍可用时，数据通过TSV进行串行传输；d、对于不可用的TSV链路，数据通过局域化的容错路由算法，找出最优TSV完成传输。 为最大限度的利用链路带宽，本专利技术将TSV与数据位均分为四组。N位数据可重映射的容错TSV架构，具体如图1所示。 TSV故障测试:为保证数据正确传输，需在路由器中添加用来判定TSV是否故障的诊断模块。该模块在系统启动或运行异常时，向TSV链路发送两个测试向量{0}、{1}。若TSV功能均良好，下游接收到的测试响应为{0}、{1}，若TSV存在故障，下游接收到的测试响应中对应故障TSV的响应均为O，具体如图2所示。 TSV链路故障状态判定:为避免资源浪费且不增加网络通信负担，本专利技术对故障TSV链路通过串行化方式传输数据。图1中串行控制器接收到FaultJector TSV故障诊断向量后，分析、、及[24..31各组中TSV故障数，并判定该组的故障状态。若无TSV故障则将该组故障状态标记为(OO)2 ;若组内故障TSV数< 1/2组内TSV数，则将该组故障状态标记为 (Ol)2 ;否则将其故障状态标记为(10) 2。如图3所示，故障诊断向量里的O表示TSV故障，I表示TSV功能良好，每8位下的00/01/10代表该组的故障状态。对于(01) 2状态组所对应的数据将分两次传输，即需要两个周期才能传输完毕。(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种针对3D NoC中TSV故障分级的容错方法，其特征在于：操作步骤如下：a、对TSV链路进行故障测试，得到TSV链路中各TSV位线的故障状态；b、对TSV链路中各组TSV的故障状态进行判定，若无TSV故障则将该组故障状态标记为(00)2，若组内故障TSV数≤1/2组内TSV数，则将该组故障状态标记为(01)2，否则将其故障状态标记为(10)2；对于(00)2组所对应的数据一次传输完毕；对于(01)2组所对应的数据分两次传输；(10)2组所对应的数据通过非(10)2组TSV进行传输，当四组TSV状态值之和大于6时，该TSV链路不可用；c、对于TSV链路存在故障且仍可用时，数据通过TSV进行串行传输；d、对于不可用的TSV链路，数据通过局域化的容错路由算法，找出最优TSV完成传输。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳一鸣，韩倩倩，梁华国，黄正峰，陈义军，张一栋，常郝，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。