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容忍多故障的大规模三维片上网络确定性路径路由方法技术

技术编号:26693801 阅读:35 留言:0更新日期:2020-12-12 02:49
本发明专利技术涉及一种容忍多故障的大规模三维片上网络确定性路径路由方法,该方法在三维片上网络的每个节点上维护一路由表,各节点基于该路由表进行在线路由,所述路由表在检测到故障时动态更新,所述更新包括:采用Tarjan算法计算三维片上网络的最大强连通分量以弃用不能正常工作的节点;基于构建的三维转向模型对位于边界的故障链路进行处理,使得每个链路簇有且只有一个禁止转向对,更新路由表;以预设的绕路规则对位于内部的故障链路进行处理,更新路由表。与现有技术相比,本发明专利技术不仅能使片上网络承受多种故障的影响,而且能最大限度地利用重构后的片上网络中的可用节点,在平均延迟、吞吐量和能耗方面,本发明专利技术性能均优于现有解决方案。

【技术实现步骤摘要】
容忍多故障的大规模三维片上网络确定性路径路由方法
本专利技术涉及片上网络可靠性设计与开发
,尤其是涉及一种容忍多故障的大规模三维片上网络确定性路径路由方法。
技术介绍
片上网络是一种新的片上系统内各知识产权核之间的通信方法。大规模的片上网络是超级计算机的重要组成部分,它能将芯片之间的大量并行通信移动到芯片内部以减少传输延迟,从而显著提高计算性能。同时,采用先进的三维集成技术能进一步提高大型片上网络加工核心的密度。然而,大规模的片上网络存在多故障问题,目前三维技术的不成熟也导致了硅通孔的故障率较高,进一步加剧了多故障问题。若直接弃用出现故障的大型片上网络,其产量将非常低,生产成本将高得不切实际。为保持大规模片上网络的高产量,一种可行的解决方案是实现更多的处理路由器并弃用有故障的节点和链路,只要芯片上的可用节点数达到设计要求,该存在故障的芯片依旧能正常工作。因此,迫切需要一种路由算法来容忍大规模片上网络在制造和运行阶段可能发生的潜在故障。研究人员先后提出多种片上网络的容错技术。比如一种局部自适应路由的算法,它能较好地容忍片上网络的单点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种容忍多故障的大规模三维片上网络确定性路径路由方法,其特征在于,该方法在三维片上网络的每个节点上维护一路由表,各节点基于该路由表进行在线路由,所述路由表在检测到故障时动态更新,所述更新包括:/n采用Tarjan算法计算三维片上网络的最大强连通分量以弃用不能正常工作的节点;/n基于构建的三维转向模型对位于三维片上网络边界的故障链路进行处理,使得每个链路簇有且只有一个禁止转向对,更新路由表;/n以预设的绕路规则对位于三维片上网络内部的故障链路进行处理,更新路由表;/n所述三维片上网络整体视为三维有向图,基于行、列、层的顺序对每个节点进行编号,各节点编号i的表达式为:/ni=x+y×MX+z×...

【技术特征摘要】
1.一种容忍多故障的大规模三维片上网络确定性路径路由方法,其特征在于,该方法在三维片上网络的每个节点上维护一路由表,各节点基于该路由表进行在线路由,所述路由表在检测到故障时动态更新,所述更新包括:
采用Tarjan算法计算三维片上网络的最大强连通分量以弃用不能正常工作的节点;
基于构建的三维转向模型对位于三维片上网络边界的故障链路进行处理,使得每个链路簇有且只有一个禁止转向对,更新路由表;
以预设的绕路规则对位于三维片上网络内部的故障链路进行处理,更新路由表;
所述三维片上网络整体视为三维有向图,基于行、列、层的顺序对每个节点进行编号,各节点编号i的表达式为:
i=x+y×MX+z×MX×MY
其中,(x,y,z)表示节点i的三维坐标,MX、MY分别为三维片上网络最大行数和最大列数。


2.根据权利要求1所述的容忍多故障的大规模三维片上网络确定性路径路由方法,其特征在于,所述路由表基于广度优先遍历策略生成。


3.根据权利要求1所述的容忍多故障的大规模三维片上网络确定性路径路由方法,其特征在于,所述三维转向模型中,将(X+,Y-),(X+,Z-),(Y+,X-),(Y+,Z-),(Z+,X-),(Z+,Y-)这六个转向设定为禁止转向对。


4.根据权利要求1所述的容忍多故障的大规模三维片上网络确定性路径路由方法,其特征在于,对位于三维片上网络边界的故障链路进行的所述处理包括:
当故障链路出现在三维片上网络的南下、西下或西南边界时,将其反向的链路也设置为故障链路,并将其称为弃用通道;
当故障链路位于X轴,且其南邻通道和下邻通道为弃用通道时或当故障链路位于Y轴,且其西邻通道和下邻通道为弃用通道时或故障链路位于Z轴,且其南邻通道和西邻通道为弃用通道时,设置故障链路和它反向的链路为弃用通道;
当一个节点的西向、南向和下行通道不都是弃用通道,但其西向、南向和下行的输出链路是故障链路时,将该节点设置为弃用节点。


5.根据权利要求1所述的容忍多故障的大规模三维片上网络确定性路径路由方法,其特征在于,每个链路簇的一个禁止转向对通过以下步骤选择:
101)针对一故障链路,选择包含该故障链路的链路簇,从边界开始按从Z+、Y+、X+方向的先后顺序,检查链路簇中是否存在无故障链路,如果存在则进一步检查所选无故障链路的高端节点与故障链路之间是否存在无故障的连接链路,如果存在则执行步骤102),否则将所选无故障链路设置为假设故障链路并返回步骤101)搜索另一个无故障链路,
102)检查所述无故障的连接链路所在的链路簇是否包含弃用通道,若包含则选择另一个无故障的连接链路,并返回步骤102),否则确定所...

【专利技术属性】
技术研发人员:张颖洪欣鹏江建慧王冬青
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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