[发明专利]片上网络通信死锁避免方法、路由器及通信网络

权利要求书

1.一种片上通信网络死锁避免方法，其特征在于：

定义片上通信网络的规模为N*M的拓扑结构，由N*M个路由器组成；以通信网络左下角路由器为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向；所述N为通信网络x轴路由器的最大编号，所述M为通信网络y轴路由器的最大编号，其中N和M的取值都是正整数；

所述路由器根据其在通信网络中位置的不同使用唯一的标号，所述标号为自然数，从位于原点的路由器开始沿着x轴正方向或者负方向顺序递增，到达边界路由器后沿y轴正方向递增一次后继续在x轴方向递增，到第N*M个路由器结束；

所述通信网络由向上通信子网和向下通信子网组成，所述向上通信子网通过分组数据的方式传输通信数据，其中目标路由器的标号大于数据所在路由器的标号；所述向下通信子网通过分组数据的方式传输通信数据，其中目标路由器的标号小于数据所在路由器的标号；所述分组数据由头微片、体微片和尾微片组成，所述头微片表示分组数据开始，包括虚信道号和目标地址,数量为k个，k的取值为正整数；所述体微片表示所需传输的数据载荷；所述尾微片表示分组数据结束；

当源路由器接受来自输入端口的分组数据后，从分组数据的头微片中提取目的路由器信息，根据目的路由器标号与源路由器标号的大小判断分组数据要发往的通信子网；在中间路由器，分组数据从输入端口输入后，根据头微片所携带的虚信道号存入相应的虚信道，并且提取目的地址；中间路由器提取目的地址后根据路由算法确定该头微片所在的分组数据要发往的输出端口，从而传输分组数据到达目的地址。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：在所述中间路由器提取目的地址后根据路由算法确定该头微片所在的分组数据要发往的输出端口之后，所述尾微片经过每个子路由器节点时，在向所需输出的所有输出端口都发送一份拷贝之后，释放分组数据占用的虚信道。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述路由算法步骤为：

S1：查看当前头微片所在的输入端口是否为本地输入端口，如果不是则执行步骤S3，如果是则执行步骤S2；

S2：比较当前路由器节点标号与目的路由器节点标号大小，如果该头微片不属于当前子路由器所在的通信子网，则丢弃该头微片；

如果属于则执行步骤S4；

S3：如果当前路由器节点即为该头微片的目的路由器节点，则选择属于该头微片所在输入端口的本地输出端口，执行步骤S6；

S4：在当前路由器节点非边界节点的情况下，如果目的路由器节点与当前路由器节点位于同一行或者位于当前路由器节点所在列的x轴输出方向一侧的下一行，或者该头微片上次向y轴方向请求计时已满，则选择x轴输出端口，执行步骤S6；

如果非以上情况则执行步骤S5；

S5：如果子路由器所在x轴方向输出端口未使用的虚信道比y轴方向输出端口未使用的虚信道少，或者子路由器位于边界节点上，则选择y轴方向输出端口，执行步骤S6；

S6：返回该头微片输出端口方向。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：当所述头微片在片上网络传输数据过程中形成死锁，该头微片所在路由器的死锁控制模块将该头微片存储到专用缓存中，同时向通信网络中的其他路由器发出第一指令，所述第一指令为在传输分组数据时使用x轴方向唯一的路径进行传输；在特定时间之后，该头微片所在路由器的死锁控制模块向通信网络中的其他路由器发出第二指令，所述第二指令为取消在传输分组数据时使用x轴方向唯一的路径进行传输；所述死锁控制模块是用于降低死锁形成后对网络传输分组数据的影响。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述死锁控制模块还用于检测死锁是否形成，具体包括：所述死锁控制模块监视各输入端口虚信道缓存的空满状态，如果子路由器一个方向的输出端口虚信道被一个缓存为空的输入端口虚信道占用同时被另一个缓存为满的输入端口虚信道请求，则开始计时，当计时超过预设值时，认为在该路由器节点发生多播死锁。