适于多芯粒的片间互联网络拓扑及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种适于多芯粒的片间互联网络拓扑及系统。其包括：芯粒连接单元组，包括若干用于适配连接芯粒的芯粒连接单元；拓扑轨道线，用于将芯粒连接单元组内相邻的芯粒连接单元适配连接，其中，对芯粒连接单元组内任意两个待互联的芯粒连接单元，基于两个待互联芯粒连接单元的位置分布，配置两个芯粒连接单元互联所需的互联路径，以利用所配置的互联路径使得所述两个待互联的芯粒连接单元互联。本发明专利技术能有效解决多芯粒间长距离传输时的信号衰减、通信延迟以及访问堵塞问题，提高多芯粒互联交互时的可靠性。互时的可靠性。互时的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
适于多芯粒的片间互联网络拓扑及系统


[0001]本专利技术涉及一种片间互联网络拓扑及系统，尤其是一种适于多芯粒的片间互联网络拓扑及系统。

技术介绍

[0002]随着人工智能、大数据、5G的高速发展，对传统的SoC(System on Chip)设计，已经无法满足这些应用对芯片算力的需求。作为高算力解决方案的Chiplet(芯粒)集成技术，被认为是未来的主要发展趋势。
[0003]Chiplet的设计思想是将一颗SoC切割成不同工艺节点的芯粒，通过先进封装工艺将这些芯粒互联在一起，以在封装后，最终可形成同构或者异构的多核处理器系统。Chiplet技术带来的好处众多，包括对先进制造工艺的依赖降低，设计周期的缩短、设计复杂度的降低及成本的下降等。
[0004]然而，Chiplet也面临着诸多挑战，其中之一便是芯粒
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芯粒间互联网络的设计。通常，NoC(network on chip)作为一种可扩展的模块化设计方法，已经被广泛用于多芯粒间片上互联与通信设计中。随着有源基板技术的提出，芯粒间互连已经由传统的单一NoC互连体系结构演变为NoC+NoI(network on interposer)两套不同体系结构设计方法。
[0005]在Chiplet系统集成技术中，用于各芯粒互连的基板，通常会选择工艺节点更低的制程制作，因此，多芯粒间连接线的距离长，信号衰减和延迟比较高且通信功耗大。
[0006]对于有源基板而言，现有的NoC互联网络设计，芯粒间数据传输路线需要经过路由(router)转发，当传输路径过长时，数据包在传输过程中会经过多个路由节点，因此，会进一步带来通信延迟高，传输数据效率低，数据访问堵塞问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种适于多芯粒的片间互联网络拓扑及系统，其能有效解决多芯粒间长距离传输时的信号衰减、通信延迟以及访问堵塞问题，提高多芯粒互联交互时的可靠性。
[0008]按照本专利技术提供的技术方案，所述适于多芯粒的片间互联网络拓扑，包括：
[0009]芯粒连接单元组，包括若干用于适配连接芯粒的芯粒连接单元，其中，一芯粒与一芯粒连接单元对应适配连接；
[0010]拓扑轨道线，用于将芯粒连接单元组内相邻的芯粒连接单元适配连接，其中，对芯粒连接单元组内任意两个待互联的芯粒连接单元，基于两个待互联芯粒连接单元的位置分布，配置两个芯粒连接单元互联所需的互联路径，以利用所配置的互联路径使得所述两个待互联的芯粒连接单元互联；
[0011]配置互联路径时，将所配置互联路径内的芯粒连接单元配置处于所需的信号选择转发状态，以利用所配置处于相应信号选择转发状态的芯粒连接单元以及用于连接所述芯粒连接单元的拓扑轨道线形成互联路径。
[0012]对芯粒连接单元组以及拓扑轨道线，所述芯粒连接单元组以及拓扑轨道线制备于一基板上；
[0013]在基板上，芯粒连接单元组内的芯粒连接单元呈阵列分布。
[0014]对芯粒连接单元组内的任一芯粒连接单元，包括至少一个转置连接电路以及若干用于配置信号传递方向的交叉信号传递电路，其中，
[0015]芯粒连接单元通过转置连接电路与一芯粒适配连接，并利用所述转置连接电路与所适配连接的芯粒进行所需的信号交互；
[0016]在芯粒连接单元内，转置连接电路通过单元内轨道线与交叉信号传递电路适配连接，对与芯粒进行交互的信号，利用交叉信号传递电路将信号转发或转动至转置连接电路，或者，经转置连接电路接收的信号利用交叉信号传递电路转发或转动传输；
[0017]对仅经过所述芯粒连接单元过渡传输的信号，配置所述芯粒连接单元内交叉信号传递电路的信号传递方向，以将经过的信号过渡传输至邻近连接的芯粒连接单元。
[0018]在芯粒连接单元内，单元内轨道线包括单元内第一轨道线体以及单元内第二轨道线体，其中，
[0019]交叉信号传递电路位于单元内第一轨道线体与单元内第二轨道线体的交叉结合部；
[0020]对任一交叉信号传递电路，包括若干交叉信号传递单元，其中，交叉信号传递单元在交叉信号传递电路内交错分布，以利用交错分布的交叉信号传递单元分别与处于交叉状态单元体内第一轨道线体、单元体内第二轨道线体相对应的轨道线对应；
[0021]一交叉信号传递单元，对经所述交叉信号传递单元传输的信号，利用所述交叉信号传递单元将信号向前转发，或者将信号转动至与当前单元内轨道线体相对应的另一单元内轨道线体传输。
[0022]对任一交叉信号传递单元，包括四个传递单元连接端口，其中，
[0023]利用传递单元连接端口与单元体内第一轨道线体或单元体内第二轨道线体相对应的轨道线对应连接；
[0024]在交叉信号传递单元内，包括可配置的交叉信号传递开关阵列，配置交叉信号传递开关阵列的开关状态后，利用所述交叉信号传递开关阵列使得一传递单元连接端口的一连接端子与另一传递单元连接端口相对应的连接端子适配连接。
[0025]在交叉信号传递单元内，传递单元连接端口的连接端子间利用交叉信号传递开关阵列所配置形成方式包括Wilton连接。
[0026]所述转置连接电路包括用于与芯粒适配连接的微凸块阵列、与所述微凸块阵列适配连接的转置连接开关阵列以及用于信号选择的多路选择器，其中，
[0027]微凸块阵列包括微凸块第一子阵列以及微凸块第二子阵列，微凸块第一子阵列、微凸块第二子阵列分别位于与所述转置连接电路正对应一单元内轨道线内单元内第一轨道线体或单元内第二轨道线体的两侧；
[0028]对微凸块第一子阵列或微凸块第二子阵列内一微凸块，通过转置连接开关阵列以及多路选择器连接至单元体内第一轨道线体或单元内第二轨道线体相对应的轨道线。
[0029]对任一微凸块，所述微凸块通过一微凸块收发连接电路与一微凸块连接线适配电连接，并通过所述微凸块连接线与转置连接开关阵列适配连接，其中，
[0030]所述微凸块收发连接电路包括依次连接的收发配置电路、上拉/下拉电路以及ESD保护电路；
[0031]微凸块与ESD保护电路电连接，并通过收发配置电路与微凸块连接线适配电连接。
[0032]所述收发配置电路包括可配置且不同时处于工作状态的接收支路以及发送支路，其中，
[0033]配置接收支路工作时，利用接收支路接收芯粒加载的信号；
[0034]配置发送支路工作时，利用发送支路向芯粒发送信号；
[0035]所述发送支路包括发送驱动器TX以及与所述发送驱动器串接的延迟器，所述延迟器包括数字控制延迟线DCDL。
[0036]所述转置连接开关阵列包括与微凸块第一子阵列正对应的转置连接开关第一单元组以及与微凸块第二子阵列正对应的转置连接开关第二单元组，其中，
[0037]转置连接开关第一单元组包括与微凸块第一子阵列内行数相一致的横向切换第一开关以及纵向切换第一开关，一横向切换第一开关与微凸块第一子阵列内同一行的连接单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适于多芯粒的片间互联网络拓扑，其特征是，包括：芯粒连接单元组，包括若干用于适配连接芯粒的芯粒连接单元，其中，一芯粒与一芯粒连接单元对应适配连接；拓扑轨道线，用于将芯粒连接单元组内相邻的芯粒连接单元适配连接，其中，对芯粒连接单元组内任意两个待互联的芯粒连接单元，基于两个待互联芯粒连接单元的位置分布，配置两个芯粒连接单元互联所需的互联路径，以利用所配置的互联路径使得所述两个待互联的芯粒连接单元互联；配置互联路径时，将所配置互联路径内的芯粒连接单元配置处于所需的信号选择转发状态，以利用所配置处于相应信号选择转发状态的芯粒连接单元以及用于连接所述芯粒连接单元的拓扑轨道线形成互联路径。2.根据权利要求1所述适于多芯粒的片间互联网络拓扑，其特征是：对芯粒连接单元组以及拓扑轨道线，所述芯粒连接单元组以及拓扑轨道线制备于一基板上；在基板上，芯粒连接单元组内的芯粒连接单元呈阵列分布。3.根据权利要求1所述适于多芯粒的片间互联网络拓扑，其特征是：对芯粒连接单元组内的任一芯粒连接单元，包括至少一个转置连接电路以及若干用于配置信号传递方向的交叉信号传递电路，其中，芯粒连接单元通过转置连接电路与一芯粒适配连接，并利用所述转置连接电路与所适配连接的芯粒进行所需的信号交互；在芯粒连接单元内，转置连接电路通过单元内轨道线与交叉信号传递电路适配连接，对与芯粒进行交互的信号，利用交叉信号传递电路将信号转发或转动至转置连接电路，或者，经转置连接电路接收的信号利用交叉信号传递电路转发或转动传输；对仅经过所述芯粒连接单元过渡传输的信号，配置所述芯粒连接单元内交叉信号传递电路的信号传递方向，以将经过的信号过渡传输至邻近连接的芯粒连接单元。4.根据权利要求3所述适于多芯粒的片间互联网络拓扑，其特征是：在芯粒连接单元内，单元内轨道线包括单元内第一轨道线体以及单元内第二轨道线体，其中，交叉信号传递电路位于单元内第一轨道线体与单元内第二轨道线体的交叉结合部；对任一交叉信号传递电路，包括若干交叉信号传递单元，其中，交叉信号传递单元在交叉信号传递电路内交错分布，以利用交错分布的交叉信号传递单元分别与处于交叉状态单元体内第一轨道线体、单元体内第二轨道线体相应的轨道线对应；一交叉信号传递单元，对经所述交叉信号传递单元传输的信号，利用所述交叉信号传递单元将信号向前转发，或者将信号转动至与当前单元内轨道线体相对应的另一单元内轨道线体传输。5.根据权利要求4所述适于多芯粒的片间互联网络拓扑，其特征是：对任一交叉信号传递单元，包括四个传递单元连接端口，其中，利用传递单元连接端口与单元体内第一轨道线体或单元体内第二轨道线体相对应的轨道线对应连接；在交叉信号传递单元内，包括可配置的交叉信号传递开关阵列，配置交叉信号传递开关阵列的开关状态后，利用所述交叉信号传递开关阵列使得一传递单元连接端口的一连接端子与另一传递单元连接端口相对应的连接端子适配连接。
6.根据权利要求5所述适于多芯粒的片间互联网络拓扑，其特征是：在交叉信号传递单元内，传递单元连接端口的连接端子间利用交叉信号传递开关阵列所配置形成方式包括Wilton连接。7.根据权利要求4至6任一项所述适于多芯粒的片间互联网络拓扑，其特征是：所述转置连接电路包括用于与芯粒适配连接的微凸块阵列、与所述微凸块阵列适配连接的转置连接开关阵列以及用于信号选择的多路选择器，其中，微凸块阵列包括微凸块第一子阵列以及微凸块第二子阵列，微凸块第一子阵列、微凸块第二子阵列分别位于与所述转置连接电路正对应一单元内轨道线内单元内第一轨道线体或单元内第二轨道线体的两侧；对微凸块第一子阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈迟晓，田陌晨，温德鑫，祝俊东，
申请(专利权)人：奇异摩尔上海集成电路设计有限公司，
类型：发明
国别省市：