[发明专利]一种基于预分配的流控方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种基于预分配的流 控方法和装置。

背景技术

集成电路一直按照摩尔定律推进，单芯片所集成的IP(Intellectual Property，知识产权)核数目越来越多，传统的基于总线的片上互连 结构已经在带宽、功耗、可靠性、扩展性等方面表现处越来越多的局 限性，片上通信已经取代计算成为集成电路设计的瓶颈。NoC (Network-on-Chip，片上网络)作为集成电路设计领域的一项关键技 术，用于解决芯片规模增大所带来的片上互连问题。

片上网络设计不同于传统的计算机网络设计，具有如下特点：1) 面积受限；2)功耗受限；3)业务可预知。因此，设计片上网络时必 须很好的利用上述特点。

目前用于片上网络的流控方法主要有两种：

一种是简单的交换机与交换机之间的流控方法，比如握手等。该 机制只能用于保证在数据传输过程中不会因为缓冲区溢出而造成的 数据包丢失，并没有控制数据包的注入速率；因而，如果数据包的注 入速率过快，网络中将出现拥塞，导致网络性能的下降。

另一种流控方法是基于预测的流控方法，该机制通过预测缓冲区 的状态来控制数据包的注入速率，减少滞留在网络中的数据包数目， 从而减少了拥塞概率，提高了片上网络性能。

然而，该流控方法具有以下缺点：1)在每个路由器上必须额外 增加一个支持该方法的流控制器，相比于原来支持简单交换机与交换 机之间流控方法的路由器增加约18％的面积；2)在该方法中，各个 路由器必须实时和相邻的路由器交换缓冲区的状态信息，将增加额外 的能耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于预分配的流控方法和装置，利用片 上网络的业务可预知的特点，为片上网络提供一种更高效的流控方 法。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案提供一种基于预分配 的流控方法，包括以下步骤：初始化，获取各个链路尽力而为业务可 用的平均带宽；设置每一线路的尽力而为业务的初始注入速率为该线 路的平均的业务量；为所有线路尽力而为业务分配最短路径；设置尽 力而为业务的目的注入速率，使所有链路的负载因子小于1；根据所 述目的注入速率，设计网络接口，改变IP核发送缓冲区中数据的存 储和发送方式，实现流控。

其中，所述获取各个链路尽力而为业务可用的平均带宽的步骤， 具体包括：当链路k的带宽为w_k，且经过链路k的服务质量保证业 务的平均业务量为g_k时，所述链路k的尽力而为业务的平均可用带宽 Ab_k等于(w_k-g_k)。

其中，所述为所有线路尽力而为业务分配最短路径的步骤，具体 包括：

把所有线路的尽力而为业务按照其平均业务量从大到小排序；

依次为各个线路业务分配最短路径，如果有存在多条最短路径， 选择具有最小的最大负载因子的路径。

其中，所述设置尽力而为业务的目的注入速率，使所有链路的负 载因子小于1的步骤，具体包括：选出具有最大负载因子的链路；判 断所有链路的最大负载因子是否大于1。如果否，则存储所有线路的 最终注入速率；如果是，则按比例限制流经具有最大负载因子链路的 所有线路的尽力而为业务的注入速率，使该链路的负载因子等于1， 重新计算所有链路的负载因子，并重复以上步骤。

其中，所述根据目的注入速率，设计网络接口并改变IP核发送 缓冲区中数据的存储和发送方式的步骤，具体包括：将等待发送的不 同线路的尽力而为业务被存储在不同的发送缓冲区，每个发送缓冲区 根据来自网络接口的读控制信号发送数据；所有发送缓冲区的数据经 过一个或门电路后被送往网络接口发送模块；所述网络接口发送模 块根据所述目的注入速率生成并存储时隙表；根据所述时隙表和打包 缓冲区的状态，通过读控制信号通知所述IP核数据发送信息；将从 所述IP核输入的数据进行打包后存入打包缓冲区，并经过链路控制 器后送往路由器。

其中，所述数据发送信息包括数据发送时间和发送数据的缓冲 区。