用于混合式电路交换和分组交换路由器的架构和方法技术

用于对网络通信执行电路交换路由和分组交换路由的技术和机制。在实施例中，路由器评估由该路由器接收到的分组的控制信息，该评估检测用于该分组是否包括用于边带通信的数据。基于该评估，路由器执行从路由器的多种模式之间的选择，所述多种模式包括用于路由分组以在网络中进行边带数据的分组交换通信的第一模式。所述多种模式还包括用于根据该分组来配置电路交换信道的第二模式。在另一实施例中，路由器确定在分层网络中路由分组的方向，其中，方向的确定是基于该路由器在分层网络的层次结构中的层级。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于混合式电路交换和分组交换路由器的架构和方法背景1.
本公开内容涉及计算系统，并且尤其(但非排他地)涉及片上网络的通信。2.
技术介绍
随着在功率受限的计算环境中集成密度继续增加，多核处理器通过在降低的电压和频率下的并行处理提供了增加的性能功效比。互连网络(诸如，用于在核之间的管芯上通信的那些互连网络)是允许随着核数量增加的可扩展性能的关键。电路交换(circuit-switched)网络在数据传输期间提供了专用信道而无需中间缓冲或仲裁。与分组交换(packet-switched)网络相比，这可以提供较低的功耗——至少通过允许数据存储时钟功率的减少——以及较高的吞吐量。因此，分组交换网络可以实现较高的资源利用率，对较小位宽的消息尤其如此。然而，通过避免缓冲和仲裁，在数据传输之前必须预留专用信道资源，从而可能阻止其他更优的数据传输发生。与预调度的源定向路由方案不同，分布式路由方案不限于预定义的通信量(traffic)模式或应用，而是基于不完整的实时信息来确定分组路线和资源预留的优先级。此外，诸如网格状和分层树型(也称为分层星型)之类的网络拓扑提供整体功率与带宽之间的不同的权衡。网格状网络有利于随着距离增加的均匀的通信量分布，且伴随更渐进的性能损失。分层星型拓扑通过减少总体路由器跳(hop)计数来为更多本地通信量提供相对改善的性能。未来集成片上网络(NoC)应用的不断变化的要求建议异构方法、以及不同的拓扑与效率权衡的多种管芯上网络。附图说明在所附附图中以示例而非限制方式阐释本专利技术的各种实施例，并且在附图中：图1是阐释根据实施例的、用于执行路由的网格状网络的元件的布局图。图2是阐释根据实施例的、用于执行路由的分层网络的元件的布局图。图3A是阐释根据实施例的、用于操作路由器的方法的元素的流程图。图3B是阐释根据实施例的、路由分组数据的方法的元素的流程图。图4A是阐释根据实施例的、路由器设备的元件的框图。图4B是阐释根据实施例的、用于提供端口交换和电路交换的路由器电路的元件的框图。图4C是阐释根据实施例的路由器端口的元件的框图。图5A是阐释根据实施例的、用于配置电路交换网络路径的通信元件的序列图。图5B是阐释根据实施例的、用于配置电路交换网络路径的通信元件的序列图。图5C是阐释根据实施例的网络消息收发元件的序列图。图6是阐释根据实施例的、用于配置电路交换网络路径的电路元件的框图。图7是阐释根据实施例的、基于分组信息来执行路由的电路元件的框图。图8A是阐释根据实施例的、用于网格状网络中的分组交换路由的电路元件的框图。图8B是阐释根据实施例的、用于网格状网络中的分组交换路由的电路元件的电路图。图9是阐释根据实施例的、用于分层网络中的分组交换路由的电路元件的框图。图10是阐释根据实施例的、用于在分层网络中的操作的中继器(repeater)电路的元件的框图。具体实施方式本文中讨论的实施例以不同方式提供用于网络中的信息的电路交换路由和信息的分组交换路由两者的技术和/或机制。在实施例中，路由器包括配置为经由分组交换网络来接收分组的至少部分的资源。基于此类分组交换信息，路由器可以按照用于配置电路交换路径的至少部分的模式操作，以使其他数据在网络的源节点与该网络的目的地节点之间与路由器交换。或者，路由器能以基于已接收到分组中的信息的不用的模式来操作以替代地路由分组以便在网络的分组交换边带信道中传递数据——例如，无需也基于分组信息来配置电路交换路径的至少部分。此类边带信道可以例如与由路由器进行的电路交换通信并发。在实施例中，对网络的电路交换路径的任何配置可以独立于边带信道中传递的数据。图1示出根据示例布置的管芯，所述管芯包括多个核，这些核包括电路逻辑，这些电路逻辑作为分组交换网络和电路交换网络中的任一种来操作以提供管芯内的通信。还可以使用根据不同的实施例的其他布置。更具体地，图1示出管芯100，此管芯100包括多个核12、22、32、42、52、62、72、82、92，这些核包括或耦合到各自的路由器11、21、31、41、51、61、71、81、91。因此认为管芯100是多核管芯。管芯100示出被组织或布置为网格的多核，但是能以不同方式来组织或布置这些核。可以在管芯100的网络(诸如，分组交换网络和/或电路交换网络)中提供核，或者这些核可以在管芯100的网络中通信。可以由互连14、16、24、26、34、44、46、54、56、64、74和84将路由器11、21、31、41、51、61、71、81、91耦合在一起，以便在核12、22、32、42、52、62、72、82和92之间通信。更具体地，路由器11可以由互连14耦合到路由器21，而路由器11可以由互连16耦合到路由器41。路由器21可以由互连24耦合到路由器31，而路由器21可以由互连26耦合到路由器51。更进一步，路由器31可以由互连34耦合到路由器61。路由器41可以由互连44耦合到路由器51，而路由器41可以由互连46耦合到路由器71。路由器51可以由互连54耦合到路由器61，而路由器51可以由互连56耦合到路由器81。更进一步，路由器61可以由互连64耦合到路由器91。路由器71也可以由互连74耦合到路由器81，而路由器81可以由互连84耦合到路由器91。在图1中，可以使用分组交换网络的资源在各种路由器之间传递分组。也就是说，分组交换网络可以提供在路由器(以及它们的相关联核)之间的通信。分组可以包括控制部分和数据部分。控制部分可以包括分组的目的地地址，而数据部分可以包含要在管芯100上传递的特定数据。例如，控制部分可以包括对应于管芯的核中的一个核的目的地地址。分组交换网络可能包括缓冲，因为从源到目的地不能确保专用路径，且因此如果两个或更多个分组需要穿过相同的链路或互连，则可能需要临时地停止分组。在分组交换网络中，当分组从源行进到目的地时，可以在相应的路由器中的每一个路由器处缓冲分组。可以在相应的核的(或与相应的核相关联的)路由器中接收、发送和处理每一个分组。例如，图1示出核62的路由器61的两个组件，即控制部分组件61a和数据部分组件61b。尽管组件61a和61b被示出为路由器的分开的元件，但组件61a和61b可作为一个组件来提供。控制部分组件61a可以包括串联耦合的多个触发器(flip-flop)66a，以便在分组经过核的路由器时缓冲分组的控制部分。触发器66a中的第一个触发器可以接收来自位于另一核处的另一路由器的分组的控制部分，而一个路由器的触发器66a中的最后一个触发器可以将分组的控制部分提供给(另一核上的)另一路由器。数据部分组件61b可以包括串联耦合的多个触发器66b，以便在分组经过路由器时缓冲分组的数据部分。触发器66b中的第一个触发器可以接收来自位于另一核处的另一路由器的分组的数据部分，而路由器的触发器66b中的最后一个触发器可以将分组的数据部分提供给(核中的另一个核上的)另一路由器。分组交换网络可以使用组件61a和61b中的触发器66a和66b，在路由器中的每一个路由器处缓冲分组。分组交换网络可以在邻近的路由器之间使用点对点通信。可以基于诸如4GHz时钟之类的分组时钟在路由器之间传输分组的控制部分。可以基于诸如4GHz时钟之类的类似本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路由器，包括：第一输入端口，所述第一输入端口包括：第一输入部分，用于接收来自另一路由器的第一分组，所述第一分组包括控制信息；以及第二输入部分，用于接收来自所述另一路由器接收第一数据；其中，所述路由器包括：评估逻辑，用于执行对所述控制信息的评估；以及配置逻辑，用于基于所述评估来执行从以下各项之间进行的选择：所述路由器的第一模式，用于路由所述第一分组以传递来自所述路由器的分组交换边带数据；以及所述路由器的第二模式，用于根据所述第一分组来配置电路交换信道，所述电路交换信道用于在源节点和目的地节点之间对所述第一数据的传递。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种路由器，包括：第一输入端口，所述第一输入端口包括：第一输入部分，用于接收来自另一路由器的第一分组，所述第一分组包括控制信息；以及第二输入部分，用于接收来自所述另一路由器接收第一数据；其中，所述路由器包括：评估逻辑，用于执行对所述控制信息的评估，其中，所述评估逻辑用于执行对所述控制信息的评估包括：所述评估逻辑用于评估所述第一分组的边带启用信号并用于评估所述第一分组的数据有效信号；以及配置逻辑，用于基于对所述边带启用信号与所述数据有效信号两者的评估来执行从以下各项之间进行的选择：所述路由器的第一模式，用于路由所述第一分组以传递来自所述路由器的分组交换边带数据；以及所述路由器的第二模式，用于根据所述第一分组来配置电路交换信道，所述电路交换信道用于在源节点和目的地节点之间对所述第一数据的传递。2.如权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述评估逻辑用于评估所述控制信息包括：所述评估逻辑用于评估所述边带启用信号和所述数据有效信号的布尔“与”。3.如权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述路由器包括方向寄存器组以及用于基于所述方向寄存器组来确定电路交换路线的方向的逻辑，并且其中，所述配置逻辑用于选择所述第一模式包括：所述配置逻辑用于防止对所述方向寄存器组的写入。4.如权利要求3所述的路由器，其特征在于，所述路由器包括输出端口和优先级逻辑，所述优先级逻辑用于从所述路由器的多个输入端口之间选择以将分组提供给所述输出端口，并且其中，所述配置逻辑用于防止对所述方向寄存器组的写入包括：所述配置逻辑用于禁用所述优先级逻辑；或所述配置逻辑用于可切换地将所述优先级逻辑从所述方向寄存器组解耦。5.如权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述路由器用于并发地执行所述边带数据的分组交换路由以及其他数据的电路交换路由。6.如权利要求1所述的路由器，所述第一输入部分进一步用于：接收来自所述另一路由器的第二分组，所述第二分组包括第二控制信息；其中，所述评估逻辑用于执行对所述第二控制信息的评估，并且其中，所述配置逻辑用于基于对所述第二控制信息的评估来从以下各项之间进行的选择：所述第一模式，用于路由所述第二分组以传递来自所述路由器的第二分组交换边带数据；以及所述第二模式，用于根据所述第二分组来配置第二电路交换信道。7.如权利要求1所述的路由器，其特征在于，对于经由所述第一输入部分而接收的分组序列中的每一个分组，所述评估逻辑用于执行对所述分组的个别的评估，并且所述评估逻辑用于基于所述个别的评估来执行在所述第一模式与所述第二模式之间的选择。8.如权利要求1所述的路由器，其特征在于，所述路由器操作为分层网络的节点。9.如权利要求8所述的路由器，其特征在于，所述分层网络的层次结构包括：层级N，包括所述路由器；以及层级N-1，低于所述层次结构中的所述层级N，所述层级N-1包括各自都用于经由所述路由器来与所述层级N通信的多个节点，其中，所述路由器定位在所述多个节点的布置的中间。10.如权利要求8所述的路由器，其特征在于，所述分层网络的层次结构包括：所述层次结构的最低层级，包括第一节点；以及所述层次结构的第二低层级，包括第二节点，所述第二节点经由信道耦合到所述第一节点，并且其中，对于所述分层网络的多个中继器中的每一个中继器，所述中继器距所述网络的相应的相邻节点的距离等于所述信道的长度。11.如权利要求8所述的路由器，进一步包括：确定对应于所述路由器在所述分层网络的层次结构中的层级的值k；基于所述值k来评估所述分组的目的地地址以确定所述分组的分组交换路由的方向，所述目的地地址包括第一地址值，所述第一地址值包括总共n个位，所述评估包括：基于所述第一地址值的仅(n-k)个位来执行比较。12.一种在集成电路处进行的方法，所述方法包括以下步骤：在第一路由器的第一输入端口处接收第一分组，所述第一分组包括控制信息，其中，经由所述第一输入端口的第一输入部分，从第二路由器接收所述第一分组；经由所述第一输入端口的第二输入部分，接收来自所述第二路由器的第一数据；执行对所述控制信息的评估，其中，执行对所述控制信息的评估的步骤包括以下步骤：评估所述第一分组的边带启用信号并评估所述第一分组的数据有效...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·安德斯，G·陈，H·考尔，R·克里希那莫西，S·博卡尔，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US