一种基于中央控制器的环形片上网络结构制造技术

本发明专利技术公开一种基于中央控制器的环形片上网络结构，属于片上网络领域，包含网络节点和中央控制器，网络节点之间、中央控制器和网络节点之间可以互相传输数据。网络节点包含两个方向的数据传输电路，所有网络节点的互联组成了顺时针和逆时针两条数据传输路径。在中央控制器给网络节点无效的控制信号时，网络节点自身控制数据的传输，当中央控制器给网络节点有效的控制信号时，网络节点根据收到的控制信号对数据传输进行控制。中央控制器实现了对网络节点和数据传输状态的整体感知，可以智能的调节环形片上网络的交通情况。调节环形片上网络的交通情况。调节环形片上网络的交通情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于中央控制器的环形片上网络结构


[0001]本专利技术涉及片上网络
，特别涉及一种基于中央控制器的环形片上网络结构。

技术介绍

[0002]片上网络是如今广泛应用于多核处理器的技术，在具有多个处理器核的SoC中，芯片内部的不同模块间需要进行通信，片上网络负责接收SoC中的模块发送的数据，并发送给接收数据的模块。环形片上网络在具有高性能的同时，有互联线面积小、功耗低的优势。
[0003]由于环形片上网络传输数据时是单向传输或者双向传输，因此当环形片上网络在传输SoC中不同模块间的数据时，如果某个网络节点正在传输数据，而该网络节点的上级节点又在往该节点发送数据，则上级节点的数据需要等待，从而产生了不可避免的延迟；如果本级网络节点一直在接收外部模块发来的数据，则可能会令上级网络节点发送的数据一直等待，从而使得SoC中的模块间通信时，出现了某些模块一直可以成功的发送数据或者接收数据，而某些模块要发送的数据一直处于等待状态，而未发出、或者等待较长时钟周期才发出，或者要发送到某个模块的数据一直在环形片上网络中传输，并没有传递给目标模块、或者等待过长的时间才发送给目标模块，即产生了SoC中模块之间通信分配不均的问题。
[0004]现有的片上网络技术中，各个节点互相独立，片上网络中的一个网络节点无法感知其它网络节点的工作情况，数据在片上网络中传输的时长也不能被片上网络感知，造成有的网络节点在特定时间内接收了大量的数据，而有的网络节点却长时间无法接收外部模块的数据，或者一个数据长时间没有发送给外部模块，即造成了活锁与片上网络节点的饥饿现象。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于中央控制器的环形片上网络结构，以解决现有环形片上网络技术中模块间通信几率分配不均和交通拥堵的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于中央控制器的环形片上网络结构，包括若干个网络节点networknode和一个中央控制器Central Controller；其中，每个网络节点networknode与片上网络连接的外部ExtModule模块有连接关系，每个网络节点networknode与各自连接的ExtModule模块之间能够互相传输数据；每个网络节点networknode与相邻的网络节点networknode之间有连接关系，相邻的两个网络节点networknode之间能够互相传输数据；每个网络节点networknode与中央控制器CentralControl之间有连接关系，每个网络节点networknode与中央控制器CentralControl之间能够互相传输数据。
[0007]可选的，所述网络节点networknode内部包含5种子电路模块，分别为Idmatch模块、Arbiter模块、FIFO模块、direct_decd模块和寄存器reg；所述Id match模块用于判断本级网络节点networknode的message的传输终点是否是本级网络节点networknode外接的
ExtModule模块；所述Arbiter模块用于仲裁多个输入message给1个输出message；所述direct_decd模块用来选择使用顺时针或逆时针路径传输从ExtModule模块接收的message；所述寄存器reg用来缓存从中央控制器CentralControl发来的控制信号。
[0008]可选的，所述Arbiter模块有多个输入message，1个输出message，具体选择哪个输入message进行输出，取决所述Arbiter模块内部的控制信号以及从中央控制器Central Controller发来的控制信号。
[0009]可选的，所述中央控制器CentralControl内部包含控制单元controlunit和存储单元memoryunit，所述控制单元controlunit与网络节点networknode进行信息交互，所述存储单元memoryunit存储ExtModule模块和message的相关信息。
[0010]可选的，当网络节点networknode接收一条ExtModule模块发来的message时，所述控制单元controlunit提取message的相关信息，存入所述存储单元memoryunit中；当网络节点networknode将一条message发送给ExtModule模块时，所述控制单元controlunit改写所述存储单元memoryunit中该条message的信息。
[0011]可选的，所述控制单元controlunit在工作过程中，读取所述FIFO中的下一个时钟周期要离开该FIFO模块的message，并在所述存储单元memoryunit中找到该message的相关信息，所述控制单元controlunit通过分析message的相关信息和网络节点networknode连接的ExtModule模块的编号，给出控制信号，控制信号经过寄存器reg，在下一个时钟上升沿传递给网络节点networknode中的Arbiter模块。
[0012]可选的，所述控制单元control unit读取ExtModule模块正在发给网络节点networknode的message，若ExtModule模块发送的message没有被网络节点networknode接收，则所述控制单元control unit控制所述存储单元memoryunit中ExtModule模块的credit_modu加1，当credit_modu达到阈值后，所述控制单元control unit给网络节点networknode中的Arbiter模块发送控制信号，将ExtModule模块发送的message的优先级设为最大，直到credit_modu变为0后才恢复ExtModule模块发送的message的优先级。
[0013]可选的，所述控制单元controlunit读取每个网络节点networknode中FIFO模块的内容，并通过网络节点networknode读取ExtModule模块的相关信息，根据这些信息判断网络节点networknode是否处于繁忙状态，并计算出任意一个网络节点networknode给任意一个网络节点networknode发message时，message走顺时针路径遇到繁忙网络节点networknode的数量和逆时针路径繁忙网络节点networknode的数量，所述控制单元controlunit发送给网络节点networknode的控制信号，控制信号的内容是选择繁忙节点更少的路径传输message，控制信号经过寄存器reg传给网络节点networknode；下一个时钟上升沿后网络节点networknode接收到ExtModule模块的message，网络节点networknode根据寄存器reg给的控制信号，选择顺时针或者逆时针路径传输message。
[0014]在本专利技术提供的基于中央控制器的环形片上网络结构中，包含网络节点和中央控制器，网络节点之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于中央控制器的环形片上网络结构，其特征在于，包括若干个网络节点networknode和一个中央控制器Central Controller；其中，每个网络节点networknode与片上网络连接的外部ExtModule模块有连接关系，每个网络节点networknode与各自连接的ExtModule模块之间能够互相传输数据；每个网络节点networknode与相邻的网络节点networknode之间有连接关系，相邻的两个网络节点networknode之间能够互相传输数据；每个网络节点networknode与中央控制器CentralController之间有连接关系，每个网络节点networknode与中央控制器CentralController之间能够互相传输数据。2.如权利要求1所述的基于中央控制器的环形片上网络结构，其特征在于，所述网络节点networknode内部包含5种子电路模块，分别为Idmatch模块、Arbiter模块、FIFO模块、direct_decd模块和寄存器reg；所述Id match模块用于判断本级网络节点networknode的message的传输终点是否是本级网络节点networknode外接的ExtModule模块；所述Arbiter模块用于仲裁多个输入message给1个输出message；所述direct_decd模块用来选择使用顺时针或逆时针路径传输从ExtModule模块接收的message；所述寄存器reg用来缓存从中央控制器CentralController发来的控制信号。3.如权利要求2所述的基于中央控制器的环形片上网络结构，其特征在于，所述Arbiter模块有多个输入message，1个输出message，具体选择哪个输入message进行输出，取决所述Arbiter模块内部的控制信号以及从中央控制器Central Controller发来的控制信号。4.如权利要求3所述的基于中央控制器的环形片上网络结构，其特征在于，所述中央控制器CentralController内部包含控制单元controlunit和存储单元memoryunit，所述控制单元controlunit与网络节点networknode进行信息交互，所述存储单元memoryunit存储ExtModule模块和message的相关信息。5.如权利要求4所述的基于中央控制器的环形片上网络结构，其特征在于，当网络节点networknode接收一条ExtModule模块发来的message时，所述控制单元controlunit提取message的相关信息，存入所述存储单元memoryunit中；当网络节点networknode将一条messag...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德，魏敬和，仲凡会，
申请(专利权)人：中科芯集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：