一种片上网络系统，及片上网络通信链路的建立方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种片上网络系统，及片上网络通信链路的建立方法，其中片上网络系统包括：第一节点，第二节点；第一节点与第二节点之间存在可直接通信的链路；第二节点是能够直接或间接建立电路交换链路的节点；源节点和目的节点均属于第二节点；第一节点，用于接收来自源节点的数据传输请求，数据传输请求携带数据传输目的节点的信息；获取源节点到目的节点之间的路径经过的电路交换链路的可用状态信息，并通过可用状态信息确定源节点到目的节点之间可建立的目标电路交换链路；指示目标电路交换链路经过的第二节点，建立用于数据传输的目标电路交换链路。用于降低建立通信链路的耗时，提高芯片的扩展性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机
，特别涉及一种片上网络系统，及片上网络通信链路 的建立方法。
技术介绍
片上网络（Network on Chip, NoC)是指：在芯片内用于多个功能模块之间通信的 专用网络。无线片上网络（Wireless N〇C，WiN〇C)是指：基于无线通信技术在芯片上实现的 互连网络。 随着半导体工艺的发展，单位面积所能集成的晶体管数量越来越多，在一个芯片 内集成的功能和硬件模块（如处理器核、内存控制器、加速器等）也越来越多。在这种背景 下，传统的总线式互连方式因为存在严重的资源竞争问题而成为系统性能的瓶颈；片上网 络也因此已经成为主流的互连方案。芯片内集成的功能或者硬件模块可以称为一个节点， 发送数据的节点称为源节点，接收数据的节点称为目的节点。 目前广泛采用的片上网络实现方法有两种，分别是：基于电路交换的片上网络和 基于包交换的片上网络。其中，基于电路交换的片上网络在源节点和目的节点之间建立的 物理专用链路，不需要缓存数据包。该方案功耗低，传输时延短，但链路的建立开销大，适用 于大数据量、持续传输。包交换的片上网络将数据切割成若干个分组（packet)，每个分组包 括若干个微片（flit)，由各个片上路由器转发。该方案建立链路的速度快，但传输时延高， 适合于小数据量、随机传输。 随着芯片规模的进一步增长，片上网络的规模也快速增长，这带来了延迟、功耗和 扩展性的问题。基于当前的半导体工艺，片上网络以金属线实现互连，在规模增长时会使得 片内通信的平均跳数增加，从而导致了更高的通信延迟和功耗。在一些众核处理器中，片上 网络的功耗甚至已经占到整个系统功耗的一半。 目前有一种片上网络的实现方案是将包交换与电路交换相结合。对于小流量的 通信，以包交换网络完成；对于大流量的通信，以电路交换网络完成，而源节点和目的节点 之间的电路交换路径则需要事先用特定的协议包建立。 电路交换的通信链路建立的步骤是：当源节点向目的节点发起数据传输前，首先 向目的节点发送请求包用于建立进行数据传输的通信链路。如果链路可用则目的节点返回 响应包，电路交换路径建立，源节点以电路交换的方式传输数据；如链路不可用，则等待链 路释放，或尝试建立其他路径。 在以上方案中，在片上两个节点之间建立专用的电路交换的通信链路时，所消耗 的时间随着网络规模的增长而大幅增加，扩展性较差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了，用于 降低建立通信链路的耗时，提高芯片的扩展性。 本专利技术实施例一方面提供了一种片上网络系统，包括： 第一节点，第二节点；所述第一节点与第二节点之间存在可直接通信的链路；所 述第二节点是能够直接或间接建立电路交换链路的节点；数据传输源为源节点，数据传输 的目标为目的节点，所述源节点和所述目的节点均属于第二节点； 所述第一节点，用于接收来自源节点的数据传输请求，所述数据传输请求携带数 据传输目的节点的信息；获取所述源节点到所述目的节点之间的路径经过的电路交换链路 的可用状态信息，并通过所述可用状态信息确定所述源节点到所述目的节点之间可建立的 目标电路交换链路；指示所述目标电路交换链路经过的第二节点，建立用于数据传输的所 述目标电路交换链路。 结合一方面的实现方案，在第一种可能的实现方式中，所述片上网络按照区域划 分为至少两个子网络，每个子网络内包含一个第一节点；源节点所在的子网络包含的第一 节点为源第一节点，所述源节点所在的子网络为源子网络； 所述第一节点与第二节点之间存在可直接通信的链路包括：子网络内的第二节点 与该子网络内的第一节点存在可直接通信的链路； 所述第一节点，用于获取所述源节点到所述目的节点之间的路径经过的电路交 换链路的可用状态信息包括：所述源第一节点，用于向其他第一节点发送无线广播信息，使 接收到所述无线广播信息的第一节点返回所述源节点到所述目的节点之间的路径经过的 电路交换链路的可用状态信息。 结合一方面的第一种可能的实现方式实现方案，在第二种可能的实现方式中，所 述第一节点，用于指示所述目标电路交换链路经过的第二节点，建立用于数据传输的所述 目标电路交换链路包括：所述源第一节点，用于向所述目标电路交换链路经过的所述源子 网络内的第二节点发送指示信息，并通过所述目标电路交换链路经过的子网络包含的第一 节点向所述目标电路交换链路经过的第二节点发送指示信息，建立用于数据传输的所述目 标电路交换链路。 结合一方面的第二种可能的实现方式实现方案，在第三种可能的实现方式中，所 述第一节点，用于使接收到所述无线广播信息的第一节点返回所述源节点到所述目的节点 之间的路径经过的电路交换链路的可用状态信息，包括：使接收到所述无线广播信息的第 一节点，按照所述源节点到所述目的节点之间的路径依次转发的电路交换链路的可用状态 信息；所述电路交换链路的可用状态信息，用于记录位于子网络边缘并且作为子网络的出 口或入口的可用状态。 结合一方面的第一种、第二种或者第三种可能的实现方式实现方案，在第四种可 能的实现方式中，所述第一节点，用于获取所述源节点到所述目的节点之间的路径经过的 电路交换链路的可用状态信息包括：所述源第一节点，用于通过最小自适应路由算法计算 所述源节点到所述目的节点之间途径最少子网络的路径； 所述源第一节点，用于向其他第一节点发送无线广播信息包括：所述源第一节点， 用于向计算得到的路径经过的子网络包含的第一节点发送无线广播信息。 结合一方面的第四种可能的实现方式实现方案，在第五种可能的实现方式中，所 述第一节点，用于发送的所述无线广播信息内包含的信息字段有：查询电路交换链路的可 用状态信的指示信息、所述计算得到的路径经过的子网络包含的第一节点的地址信息、目 的节点的地址信息。 结合一方面，一方面的第一种、第二种或者第三种可能的实现方式实现方案，在第 六种可能的实现方式中，所述第一节点与第二节点之间存在的可直接通信的链路为总线。 本专利技术实施例二方面提供了一种片上网络通信链路的建立方法，包括： 第一节点接收来自源节点的数据传输请求，所述数据传输请求携带数据传输目的 节点的信息；所述源节点和所述目的节点均属于第二节点，所述第二节点是能够直接或间 接建立电路交换链路的节点；所述第一节点与第二节点之间存在可直接通信的链路； 所述第一节点获取所述源节点到所述目的节点之间的路径经过的电路交换链路 的可用状态信息，并通过所述可用状态信息确定所述源节点到所述目的节点之间可建立的 目标电路交换链路； 所述第一节点指示所述目标电路交换链路经过的第二节点，建立用于数据传输的 所述目标电路交换链路。 结合二方面的实现方案，在第一种可能的实现方式中，所述片上网络按照区域划 分为至少两个子网络，每个子网络内包含一个第一节点；源节点所在的子网络包含的第一 节点为源第一节点，所述源节点所在的子网络为源子网络； 所述第一节点与第二节点之间存在可直接通信的链路包括：子网络内的第二节点 与该子网络内的第一节点存在可直接通信的链路； 所述第一节点获取所述源节点到所述目的节点之间的路径经过的电路交换链路 的可用状态信息包括：源第一节点向其他第一节点发送无线广播信息，使接收到所述无线 广播信息的第一节点返回所述源节点到所述目的节点之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片上网络系统，其特征在于，包括：第一节点，第二节点；所述第一节点与第二节点之间存在可直接通信的链路；所述第二节点是能够直接或间接建立电路交换链路的节点；数据传输源为源节点，数据传输的目标为目的节点，所述源节点和所述目的节点均属于第二节点；所述第一节点，用于接收来自源节点的数据传输请求，所述数据传输请求携带数据传输目的节点的信息；获取所述源节点到所述目的节点之间的路径经过的电路交换链路的可用状态信息，并通过所述可用状态信息确定所述源节点到所述目的节点之间可建立的目标电路交换链路；指示所述目标电路交换链路经过的第二节点，建立用于数据传输的所述目标电路交换链路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋昆鹏，陈云，李扬，
申请(专利权)人：杭州华为数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33