一种基于路由域划分的类脑芯片路由系统数据通信方法技术方案

本申请提出一种基于路由域划分的类脑芯片路由系统数据通信方法，该路由域包括：域内路由单元和边界路由单元；域内路由单元和边界路由单元均分别与各自对应的模拟神经元连接，域内路由单元和边界路由单元之间采用第一预设维数的网络结构进行域内通信连接；边界路由单元与其他路由域中的边界路由单元之间采用第二预设维数的网络结构进行域间通信连接。本申请中域内路由单元仅需存储到达域内其他路由单元的路由信息，边界路由单元仅需存储到达域内其他路由单元和到达其他路由域的边界路由单元的路由信息，降低了网络信息的存储开销及域间传输开销。边界路由单元内区分域内数据队列和域间数据队列，实现并行传递域内和域间信息，提高传输效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于路由域划分的类脑芯片路由系统数据通信方法
本申请属于人工智能芯片
，具体涉及一种基于路由域划分的类脑芯片路由系统数据通信方法。
技术介绍
类脑芯片采用模拟人脑进行设计，从结构层面逼近大脑，通过仿脑生物神经网络来获得脑智能。目前，类脑芯片的研究主要基于微电子技术和新型神经形态器件的结合，在传统计算架构之上进行体系结构突破创新，实现存储与计算的深度融合，来提升计算性能、提高集成度并降低能耗。但人脑智能来自于超大规模、复杂互连的神经元网络，要模拟真正的人脑，对人脑大规模神经元网络互连技术的研究也是实现类脑智能的关键问题之一。
技术实现思路
本申请提出一种基于路由域划分的类脑芯片路由系统数据通信方法，在本申请提出的路由域中，域内路由单元仅需存储到达域内其他路由单元的路由信息，边界路由单元仅需存储到达域内其他路由单元和到达其他路由域的边界路由单元的路由信息，降低了网络信息的存储开销及域间传输开销，采用该路由域能够实现大规模的模拟神经元的网络互连，提高类脑芯片中的数据传输效率。本申请第一方面实施例提出了一种路由域，包括域内路由单元和边界路由单元；所述域内路由单元和所述边界路由单元均分别与各自对应的模拟神经元连接，所述域内路由单元和所述边界路由单元之间采用第一预设维数的网络结构进行域内通信连接；所述边界路由单元与其他路由域中的边界路由单元之间采用第二预设维数的网络结构进行域间通信连接。在本专利技术的一些实施例中，所述域内路由单元包括收发模块、控制模块、数据管理队列和路由表模块；所述数据管理队列包括接收队列和发送队列；所述路由表模块中存储路由表；所述收发模块，用于接收或发送数据报文；所述控制模块，用于控制所述收发模块将接收的数据报文插入所述接收队列中；以及，从所述发送队列中获取待传输的数据报文，根据所述待传输的数据报文和所述路由表，控制所述收发模块从所述待传输的数据报文对应的输出端口发送所述待传输的数据报文。在本专利技术的一些实施例中，所述边界路由单元包括收发模块、控制模块、数据管理队列和路由表模块；所述数据管理队列包括分类单元、域内接收队列、域内发送队列、域间接收队列和域间发送队列；所述路由表模块中存储路由表；所述收发模块，用于接收或发送数据报文；所述控制模块，用于控制所述分类单元确定所述收发模块接收的数据报文的类型；根据所述类型将接收的数据报文插入所述域内接收队列或所述域间接收队列；以及，从所述域内发送队列和/或所述域间发送队列中获取待传输的数据报文，根据所述待传输的数据报文及所述路由表，控制所述收发模块从所述待传输的数据报文对应的输出端口发送所述待传输的数据报文。在本专利技术的一些实施例中，所述数据报文包括源路由域号、源路由单元号、输入端口号、脉冲数据、目的路由域号、目的路由单元号和输出端口号；和/或，所述路由表包括源路由域号、源路由单元号、输入端口号、目的路由域号、目的路由单元号和输出端口号。本申请第二方面的实施例提供了一种路由系统，包括多个上述第一方面所述的路由域；每个所述路由域中的边界路由单元之间采用第二预设维数的网络结构进行域间通信连接。本申请第三方面的实施例提供了一种类脑芯片，包括多个模拟神经元、多个存储单元和上述第二方面所述的路由系统；所述模拟神经元分别与所述存储单元及所述路由系统中包括的路由单元一一对应；所述模拟神经元分别与其对应的存储单元及路由单元通信连接；所述存储单元，用于存储与其连接的模拟神经元接收或发送的脉冲数据；所述路由单元为域内路由单元或边界路由单元，所述路由单元用于实现与其连接的模拟神经元与其他模拟神经元之间的通信。本申请第四方面的实施例提供了一种应用于上述第二方面所述的路由系统的数据报文接收方法，所述方法包括：从输入端口接收数据报文；若本地路由单元为域内路由单元，则更新所述数据报文的端口字段；将所述数据报文插入发送队列中；若本地路由单元为边界路由单元，则根据所述边界路由单元所属的本地路由域和所述数据报文包括的目的路由域号，确定所述数据报文的类型；更新所述数据报文的端口字段，将所述数据报文插入所述类型对应的发送队列中。在本专利技术的一些实施例中，所述更新所述数据报文的端口字段，包括：将所述输入端口对应的输入端口号写入所述数据报文包括的输入端口号字段；根据所述数据报文包括的目的路由域号和目的路由单元号，从路由表中查找对应的输出端口号；将所述输出端口号写入所述数据报文包括的输出端口号字段。本申请第五方面的实施例提供了一种应用于上述第二方面所述的路由系统的数据报文发送方法，所述方法包括：若本地路由单元为域内路由单元，则从发送队列中读取待发送的数据报文；从所述数据报文包括的输出端口号对应的输出端口发送所述数据报文；若本地路由单元为边界路由单元，则从域内发送队列和/或域间发送队列中读取待发送的数据报文；从所述数据报文包括的输出端口号对应的输出端口发送所述数据报文。本申请第六方面的实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以实现上述第四方面或第五方面所述的方法。本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例通过将模拟神经元分区，并为同一区域内的模拟神经元配备路由域，实现了神经元路由信息的分布式存储，每个域内路由单元仅需存储到达本地路由域中其他路由单元的路由信息，每个边界路由单元仅需存储到达本地路由域中其他路由单元和到达相邻的其他路由域的边界路由单元的路由信息，有利于降低网络信息的存储开销。而且每个路由域设置一个边界路由单元用于路由域之间的脉冲信息传递，降低了路由域之间的路由传输开销。边界路由单元内部的数据管理队列区分域内数据队列和域间数据队列，可以实现路由域内和路由域间信息传递的并行性，有利于提高模拟神经元网络的传输效率。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变的明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了本申请一实施例所提供的一种路由域的结构示意图；图2示出了本申请一实施例所提供的一种域内路由单元的结构示意图；图3示出了本申请一实施例所提供的路由表的表项格式的示意图；图4示出了本申请一实施例所提供的数据报文格式的示意图；图5示出了本申请一实施例所提供的边界路由单元的结构示意图；图6示出了本申请一实施例所提供的一种路由系统的示意图；图7示出了本申请一实施例所提供的路由域内部的域内网络结构的示意图；图8示出了本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种路由域，其特征在于，包括域内路由单元和边界路由单元；/n所述域内路由单元和所述边界路由单元均分别与各自对应的模拟神经元连接，所述域内路由单元和所述边界路由单元之间采用第一预设维数的网络结构进行域内通信连接；/n所述边界路由单元与其他路由域中的边界路由单元之间采用第二预设维数的网络结构进行域间通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种路由域，其特征在于，包括域内路由单元和边界路由单元；
所述域内路由单元和所述边界路由单元均分别与各自对应的模拟神经元连接，所述域内路由单元和所述边界路由单元之间采用第一预设维数的网络结构进行域内通信连接；
所述边界路由单元与其他路由域中的边界路由单元之间采用第二预设维数的网络结构进行域间通信连接。


2.根据权利要求1所述的路由域，其特征在于，所述域内路由单元包括收发模块、控制模块、数据管理队列和路由表模块；
所述数据管理队列包括接收队列和发送队列；所述路由表模块中存储路由表；所述收发模块，用于接收或发送数据报文；
所述控制模块，用于控制所述收发模块将接收的数据报文插入所述接收队列中；以及，从所述发送队列中获取待传输的数据报文，根据所述待传输的数据报文和所述路由表，控制所述收发模块从所述待传输的数据报文对应的输出端口发送所述待传输的数据报文。


3.根据权利要求1所述的路由域，其特征在于，所述边界路由单元包括收发模块、控制模块、数据管理队列和路由表模块；
所述数据管理队列包括分类单元、域内接收队列、域内发送队列、域间接收队列和域间发送队列；所述路由表模块中存储路由表；所述收发模块，用于接收或发送数据报文；
所述控制模块，用于控制所述分类单元确定所述收发模块接收的数据报文的类型；根据所述类型将接收的数据报文插入所述域内接收队列或所述域间接收队列；以及，从所述域内发送队列和/或所述域间发送队列中获取待传输的数据报文，根据所述待传输的数据报文及所述路由表，控制所述收发模块从所述待传输的数据报文对应的输出端口发送所述待传输的数据报文。


4.根据权利要求2或3所述的路由域，其特征在于，所述数据报文包括源路由域号、源路由单元号、输入端口号、脉冲数据、目的路由域号、目的路由单元号和输出端口号；和/或，
所述路由表包括源路由域号、源路由单元号、输入端口号、目的路由域号、目的路由单元号和输出端口号。


5.一种路由系统，其特征在于，包括多个权利要求1-4任一项所述的路由域；
每个所述路由域中的边界路由单元之间采...

【专利技术属性】
技术研发人员：高蕾，窦勇，姜晶菲，李荣春，苏华友，赖明澈，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43