【技术实现步骤摘要】
本申请涉及片上网络(network on chip，noc)，特别是涉及一种基于3dmesh的片上网络系统及芯片。
技术介绍
1、随着系统性能需求越来越高，多处理器核之间所采用的互连架构需要具备提供具有较低延迟和高吞吐率的服务，并且具有良好的可扩展性的能力。传统的基于总线的集中式互连架构已经难以满足现今系统的性能需求，而基于报文交换的片上网络(network onchip，noc)逐渐成为片上多核间通信的首选互连架构。在noc中，路由单元(route unit，ru)之间通过局部互连线相连接，每一个路由单元通过网络接口与一个本地ip核相连接，源路由单元和目的路由单元之间的数据通信需要经过多个跳步来实现。因此，noc技术的出现使得片上系统soc的设计也将从以计算为中心逐渐过渡到以通信为中心。
2、在noc技术中，路由单元是其核心组成部分，它们通过局部互连线相连接。每一个路由单元通过网络接口与一个本地ip核相连接，负责数据的发送和接收。在数据通信过程中，源路由单元和目的路由单元之间的数据需要经过多个跳步来实现传输。
3、但现有noc的拓扑一般使用2d mesh(二维网格)结构，如图1示出了现有技术中一种典型的noc拓扑结构。由于片上系统soc的规模越来越大，cpu核的数量也越来越多。相应地，现有的具有2d mesh拓扑结构的noc规模也变大，其矩阵规模变大，但是对个别路由单元的位置会很远。
4、如图1所示，在2d mesh拓扑结构中，不同的路径所需的距离和延时差别非常大。例如，路径1为左下角的路由
5、这种差异性在现实应用中会带来一些不足之处：
6、首先，会降低访问性能。由于个别物理距离较远的路由单元之间，会增加访问延时，导致性能降低。而且因为物理距离大，会增加寄存器打拍，需要解决时序违例的情形，从而进一步降低性能。
7、其次，流量分布不均匀。有些路由单元之间距离近，访问能够快速响应，有些路由单元之间距离远，访问响应慢。会导致有些路径访问畅通，而有些路径访问拥塞，整体访问流量很不均匀。
8、同时，在业界也出现了一些在noc中采用3d mesh(三维网格)拓扑结构的设想及研究。但同样面临着部分节点之间经过的路由路径过长，造成流量分布不均、拥塞的技术问题。
技术实现思路
1、本申请所要解决的技术问题在于，提供一种基于3d mesh的片上网络系统、芯片，可以实现立体的片上网络系统，可以平衡各路由单元至网络中其他路由单元的距离，使流量分布更均匀，能够减少流量的阻塞。
2、为解决上述技术问题，作为本申请的一方面，提供一种基于3d mesh的片上网络系统，其至少包括两层片上网络结构，其中：
3、每一层片上网络结构均包括多个路由单元，所述路由单元按预定的顺序排列，且每一路由单元均与其相邻的路由单元通过局部互连线相连接；
4、在至少一层片上网络结构上设置有中心路由单元和多个围绕所述中心路由单元的边界路由单元，每一边界路由单元均与所述中心路由单元相连接，且与相邻的边界路由单元相连接；
5、在相邻层的片上网络结构中，每一片上网络结构中的各边界路单元分别与另一片上网络结构中相对应边界路单元采用硅通孔技术相连接。
6、优选地，在各层片上网络结构中，每一路由单元通过一接口转换器连接有一功能模块；所述功能模块至少包括有cpu、加速器、io接口中一个。
7、优选地，包括两层片上网络结构，其中：
8、第一层片上网络结构包括至少一第一局部单元，所述第一局部单元包括有：第一层中心路由单元，在所述第一层中心路由单元外围绕有四个第一层边界路由单元，第一层边界路由单元均与所述第一层中心路由单元相连接；各第一层边界路由单元按顺序首尾连接；
9、第二层片上网络结构包括相应数量的第二局部单元，所述第二局部单元包括有：第二层中心路由单元，在所述第二层中心路由单元外围绕有四个第二层边界路由单元，第二层边界路由单元均与所述第二层中心路由单元相连接；各第二层边界路由单元按顺序首尾连接；
10、在相对应的局部单元中，所述第一层中心路由单元与第二层中心路由单元相对应，具有相同的x轴和y轴坐标，并采用硅通孔技术相连接；
11、所述四个第一层边界路由单元与四个第二层边界路由单元一一对应，相对应的第一层路由单元与第二层边界路具有相同的x轴和y轴坐标，两者之间采用硅通孔技术相连接。
12、优选地，包括三层片上网络结构，其中：
13、第一层片上网络结构包括至少一个第一局部单元，第二层片上网络结构包括相应数量的第二局部单元，第三层片上网络结构包括相应数量的第三局部单元；
14、其中，第一局部单元、第二局部单元、第三局部单元具有相同数量的边界路由单元，且一一相对应，所述第一局部单元、第三局部单元中的中心路由单元数量相同；所述第二局部单元中不设置中心路由单元，或其中心路由数量少于所述第一局部单元的中心路由数量。
15、优选地，所述第一局部单元包括有：第一层中心路由单元，在所述第一层中心路由单元外围绕有四个第一层边界路由单元，第一层边界路由单元均与所述第一层中心路由单元相连接；各第一层边界路由单元按顺序首尾连接；
16、第二层片上网络结构包括相应数量的第二局部单元，所述第二局部单元包括有：四个第二层边界路由单元，且两两相连；
17、第三层片上网络结构包括相应数量的第三局部单元，所述第三局部单元包括有：第三层中心路由单元，在所述第三层中心路由单元外围绕有四个第三层边界路由单元，第三层边界路由单元均与所述第三层中心路由单元相连接；各第三层边界路由单元按顺序首尾连接；
18、在相对应的局部单元中，所述第一层中心路由单元与第三层中心路由相对应，具有相同的x轴和y轴坐标；
19、所述四个第一层边界路由单元、四个第二层边界路由单元与四个第三层边界路由单元之间一一对应，具有相同的x轴和y轴坐标；且相对应的第一层边界路由单元和第二层边界路由单元之间采用硅通孔技术相连接，相对应的第二层边界路由单元和第三层边界路由单元之间采用硅通孔技术相连接。
20、优选地，所述各路由单元之间采用filt模式进行通信。
21、相应地，本申请的另一方面，还提供一种芯片，其上部署有如所述的基于3d mesh的片上网络系统。
22、实施本申请实施例，具有如下的有益效果：
23、本申请提供一种基于3d mesh的片上网络系统及芯片，可以实现立体的片上网络系统，可以极大的减少芯片面积，节省成本；
24、同时，通过对每层片上网络本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于3D mesh的片上网络系统，其特征在于，至少包括两层片上网络结构，其中：
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在各层片上网络结构中，每一路由单元通过一接口转换器连接有一功能模块；所述功能模块至少包括有CPU、加速器、IO接口中一个。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，包括两层片上网络结构，其中：
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括三层片上网络结构，其中：
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，
6.如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述各路由单元之间采用filt模式进行通信。
7.一种芯片，其特征在于，其上部署有如权利要求1至6任一项所述的基于3D mesh的片上网络系统。
【技术特征摘要】
1.一种基于3d mesh的片上网络系统，其特征在于，至少包括两层片上网络结构，其中：
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在各层片上网络结构中，每一路由单元通过一接口转换器连接有一功能模块；所述功能模块至少包括有cpu、加速器、io接口中一个。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，包括两层片上网络结构，其中：
【专利技术属性】
技术研发人员：张学利，李飞，谢敏超，
申请(专利权)人：上海云豹创芯智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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