面向多地址共享数据路由包的路由网络及路由方法技术

本发明专利技术提供一种面向多地址共享数据路由包的路由网络、路由方法及其路由芯片，其中所述路由网络包括：外围环形连接结构，包括多个外围路由器，所述多个外围路由器构建成一环形通路；其中每个外围路由器均连接有一个用于通过其发送和接收路由包的处理单元；中心星形连接结构，包括一中心路由器，所述中心路由器分别与所述每个外围路由器相连接，形成一星形结构；当任一个所述外围路由器在传输路由包时，根据所述路由包的待传输地址与当前外围路由器的距离判断是否需要将该路由包转发至所述中心路由器；若是，进一步判断当前外围路由器至所述中心路由器的通道是否拥堵；若否，则选择不转发至所述中心路由器，而进一步传递给下一个外围路由器。

Routing network and routing method for multi address shared data routing packet

The present invention provides a method of data sharing network routing, routing and routing packet routing for multi chip address, wherein the routing network comprises a peripheral ring connection structure, comprising a plurality of peripheral router, the plurality of peripheral router to construct a circular path; the peripheral router is connected with each one for the the processing unit receives the packet sending and routing; central star connection structure, which comprises a central router, the router is respectively connected with the periphery of each router, the formation of a star structure; when either the peripheral routers in the routing packet, according to the routing of packets to be transmitted and the external address the distance of a router to judge whether the routing packet to the central router; if so, further to determine the current peripheral router Whether or not the channel of the central router is congested; if not, the selection is not forwarded to the central router, and is further passed to the next peripheral router.

【技术实现步骤摘要】
面向多地址共享数据路由包的路由网络及路由方法
本专利技术涉及多核或众核结构下片上网络的路由设计领域，特别涉及一种面向多地址共享数据路由包的路由网络、路由方法及其路由芯片。
技术介绍
随着高性能计算的发展，高性能计算即将进入E级时代，为了不断挖掘高性能计算下特定应用的并行性，在处理器片上往往采用了大规模处理核心的结构。由于片上网络承担了不同处理器核心之间通信，提高片上网络通信效率因而可以有效提高程序并行效率，然而处理核心数目的增加也给片上网络的设计带来的新的挑战，对于一些传输延迟敏感的应用或执行模式的实际性能在很大程度上依赖于片上网络的传输效率。可以发现一般处理器核向片上网络发送的大部分消息的目的地址不同但是数据相同的特性，例如一些众核结构中的同步消息，处理核心上cache的一致性消息，以及数据流众核结构中的操作数消息等。在最新的数据流众核结构中，大量运算的操作数需要通过片上网络传递，造成片上网络上传输消息量巨大，严重影响了数据流众核片上处理器核接收消息的延迟，并且数据流众核处理器核的性能很依赖接收操作数带宽。基于以上情况出现了将传统的单地址单数据包格式改成多地址共享数据包格式，新的路由包相比于传统的数据包可以大量减少片上网络上传输消息量，从而减少片上网络传输延迟，提高数据流众核处理器核的运算吞吐量。目前现有的面向多地址共享数据路由包的片上网络结构通常应用的是图1所示的，该片上网络结构采用常见的Mesh结构，片上网络每个Router的端口数(路由方向)较多。设计多地址共享数据路由包结构的目的主要考虑是多个地址共享同一数据，而路由包里多个地址路由的路径不在考虑中，所以这些地址路由的路径重叠随机。对于Mesh结构片上网络，由于路由方向多，路由路径众多，使这些地址路由的路径重叠率较低，造成多地址共享数据路由包在片上网络传输前期就很可能拆分成多个路由包，使多地址共享数据路由包结构无法发挥很大作用。并且Mesh网络传输存在较长的路径，图1中从Router0路由到Router15需要较长的时间，极大影响片上网络传输性能。如果能妥善利用环形结构片上网络的特性，将Mesh结构片上网络改成环形结构片上网络，这样可以更好发挥路由包的多地址共享数据特性，避免路由包过早拆分，并且在环形结构片上网络中间加入Router，可以通过这个Router降低路由包传输远路径所花时间，提高片上网络传输性能。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的不足，本专利技术首先提出一种面向多地址共享数据路由包的路由网络，所述路由网络包括：外围环形连接结构，包括两两依次连接的多个外围路由器，所述多个外围路由器构建成一环形通路；其中每个外围路由器均连接有一个用于通过其发送和接收路由包的处理单元；中心星形连接结构，包括一中心路由器，所述中心路由器分别与所述每个外围路由器相连接，形成一星形结构；其中，当任一个所述外围路由器在传输路由包时，根据所述路由包的待传输地址与当前外围路由器的距离判断是否需要将该路由包转发至所述中心路由器；若是，进一步判断当前外围路由器至所述中心路由器的通道是否拥堵；若否，则选择不转发至所述中心路由器，而进一步传递给下一个外围路由器。根据本专利技术提出的路由网络，其中，在判断是否需要将该路由包转发至所述中心路由器之前，还包括判断所述路由包是对单个地址有效还是对多个地址有效的步骤；若所述路由包对多个地址有效，则进一步判断所述多个地址相对于当前的外围路由器的路由方向是否一致，将所述路由包内不同路由方向的地址进行拆分，相同路由方向的地址则继续捆绑。根据本专利技术提出的路由网络，其中，所述路由方向指的是依照顺时针方向传输还是依照逆时针方向传输，判断依据为所述路由包的待传输地址与当前外围路由器的距离。本专利技术同时提供一种面向多地址共享数据路由包的路由方法，包括以下步骤：S1：路由包传送至呈环形连接结构的多个外围路由器中的一个，所述路由包中的内容包括地址部分和数据部分；其中每个所述外围路由器连接有一个用于通过其发送和接收路由包的处理单元；S2：判断所述路由包是对单个地址有效还是对多个地址有效；若所述路由包对单个地址有效，则进入步骤S3；若所述路由包对多个地址有效，则进一步判断是否需要将所述路由包进行拆分；S3：根据所述路由包中的待传输地址与当前外围路由器的距离判断是否需要将该路由包转发至中心路由器；所述中心路由器分别与所述每个外围路由器相连接，形成一星形结构；若是，进一步判断当前外围路由器至所述中心路由器的通道是否拥堵；若否，则选择不转发至所述中心路由器，而进一步传递给下一个外围路由器。根据本专利技术提出的路由方法，其中，所述步骤S2中判断是否需要将所述路由包进行拆分的步骤包括：判断所述多个地址相对于当前的外围路由器的路由方向是否一致，将所述路由包内不同路由方向的地址进行拆分，相同路由方向的地址则继续捆绑。根据本专利技术提出的路由方法，其中，所述路由方向指的是依照顺时针方向传输还是依照逆时针方向传输，判断依据为所述路由包的待传输地址与当前外围路由器的距离。本专利技术同时提供一种包括上述路由网络的面向多地址共享数据路由包的路由芯片。本专利技术同时提供一种根据上述路由方法所制成的面向多地址共享数据路由包的路由芯片。与现有技术相比，本专利技术包括以下有益效果：本专利技术利用环形结构片上网络和多地址共享路由包的特性，环形片上网络与通常使用的Mesh片上网络相比，该片上网络主要传输通路为单个环形结构，使路由包里多个地址的路由路径更好重叠，避免路由包在传输前期过早拆分，使片上网络路由包个数更少。同时，环形片上网络中心Router可以降低远距离传输路由包的传输跳数，提高片上网络传输效率。附图说明图1为现有技术中的Mesh结构片上网络示意图；图2为本专利技术的环形片上网络结构示意图；图3为本专利技术的一种路由包短距离传输实例；图4为本专利技术的一种路由包短距离和长距离复合传输实例；图5为本专利技术的一种众多连接中心Router的通道堵塞下路由包短距离和长距离复合传输实例。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术采用一种面向多地址共享数据路由包的环形片上网络结构，该片上网络结构包括：外围环形连接结构：该结构有多个Router两两相连，构建成一个环形通路，通路支持传输多地址共享数据路由包。每个Router都连接一个处理单元，Router可以向处理单元发送和接收路由包。Router支持路由多地址共享数据路由包，根据路由情况对路由包拆分转发还是直接转发给下个Router或PE。中心星形连接结构：在环形结构中间有个特殊Router，这个Router与环形结构上所有Router相连，构成一个星形结构。该Router起到对快速传输的作用，对环形通路中长路径传输的路由包，可以送往中心Router，降低路由包传输跳数。基于上述片上网络结构，本专利技术提出一种面向多地址共享数据路由包的环形片上网络路由方法，该方法包括针对单个地址有效的路由包和针对多个地址有效的路由包两种情况，包括：1.针对单个地址有效的路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向多地址共享数据路由包的路由网络，其特征在于，所述路由网络包括：外围环形连接结构，包括两两依次连接的多个外围路由器，所述多个外围路由器构建成一环形通路；其中每个外围路由器均连接有一个用于通过其发送和接收路由包的处理单元；中心星形连接结构，包括一中心路由器，所述中心路由器分别与所述每个外围路由器相连接，形成一星形结构；其中，当任一个所述外围路由器在传输路由包时，根据所述路由包的待传输地址与当前外围路由器的距离判断是否需要将该路由包转发至所述中心路由器；若是，进一步判断当前外围路由器至所述中心路由器的通道是否拥堵；若否，则选择不转发至所述中心路由器，而进一步传递给下一个外围路由器。

【技术特征摘要】
1.一种面向多地址共享数据路由包的路由网络，其特征在于，所述路由网络包括：外围环形连接结构，包括两两依次连接的多个外围路由器，所述多个外围路由器构建成一环形通路；其中每个外围路由器均连接有一个用于通过其发送和接收路由包的处理单元；中心星形连接结构，包括一中心路由器，所述中心路由器分别与所述每个外围路由器相连接，形成一星形结构；其中，当任一个所述外围路由器在传输路由包时，根据所述路由包的待传输地址与当前外围路由器的距离判断是否需要将该路由包转发至所述中心路由器；若是，进一步判断当前外围路由器至所述中心路由器的通道是否拥堵；若否，则选择不转发至所述中心路由器，而进一步传递给下一个外围路由器。2.根据权利要求1所述的路由网络，其特征在于，在判断是否需要将该路由包转发至所述中心路由器之前，还包括判断所述路由包是对单个地址有效还是对多个地址有效的步骤；若所述路由包对多个地址有效，则进一步判断所述多个地址相对于当前的外围路由器的路由方向是否一致，将所述路由包内不同路由方向的地址进行拆分，相同路由方向的地址则继续捆绑。3.根据权利要求2所述的路由网络，其特征在于，所述路由方向指的是依照顺时针方向传输还是依照逆时针方向传输，判断依据为所述路由包的待传输地址与当前外围路由器的距离。4.一种面向多地址共享数据路由包的路由方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：路由包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李易，欧焱，吴冬冬，张浩，叶笑春，
申请(专利权)人：北京中科睿芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11