[发明专利]一种应用于片上网络的负载均衡系统

权利要求书

1.一种应用于片上网络的负载均衡系统，所述片上网络是由m×m个通讯节点和资源节点构成的二维网络，其特征是，所述负载均衡系统包括：发包模块、监测模块、数据处理模块、路径分配模块、节点拆分比计算模块；所述监测模块分别挂载在所述m×m个通讯节点内；所述监测模块是由五个计数器、五个寄存器和加法器构成，所述五个计数器相应配置在通讯节点的五个输出通道上；

当所述片上网络中任意一个通讯节点作为源节点需要发送数据包时，所述发包模块向所述数据处理模块发送一个发包请求信号；所述数据处理模块根据所接收到的发包请求信号产生检测控制信号并发送给所述路径分配模块和m×m个监测模块；同时，所述数据处理模块根据所述源节点和目的节点的地址信息计算相应的总跳数Cnt及路径区域并存入自身的寄存器中；

以m×m个通讯节点中任意一个通讯节点作为当前节点；当前节点的监测模块根据所接收到的检测控制信号，判断当前节点的输出写使能是否为高电平，若为高电平，则五个计数器根据时钟进行累加操作，直到下一个检测控制信号到来为止，从而得到累加结果并保存到相应的寄存器中，否则，计数器保持不变；若所述当前节点的监测模块中的寄存器的存储值发生变化，则利用加法器将五个寄存器中的存储值进行计算，得到所述当前节点的负载量并存入所述数据处理模块的另一个寄存器中；

所述数据处理模块对自身寄存器中所存储的m×m个通讯节点的负载量进行升序排列，并存入依次编号的m×m个寄存器中；所述m×m个寄存器的最小编号记为min，最大编号记为max；

所述路径分配模块根据所接收到的检测控制信号，向所述数据处理模块发送与m×m个寄存器编号相对应的索引值index，并利用搜索算法搜索相应的通讯节点，再产生路径预分配信号给所述节点拆分比计算模块；

所述节点拆分比计算模块根据所述路径预分配信号，利用拆分比算法对所搜索到的所有通讯节点进行路径分配，得到路径流，并向所述发包模块发送路径分配完成信号；

所述发包模块根据所接收到的路径分配完成信号，将所需要发送的数据包从源节点开始，按照路径流进行传输，从而到达目的节点。

2.根据权利要求1所述的负载均衡系统，其特征是，所述搜索算法是按如下步骤进行：

步骤2.1、初始化index＝min；初始化计数器cnt＝0；初始化路径区域[src,dest]记为搜索区域Area；其中，src表示搜索区域的行数，dest表示搜索区域的列数；

步骤2.2、判断索引值index所指向的寄存器中存储的负载量所对应的通讯节点的地址信息是否为目的节点或源节点的地址信息，若是，则令index+1，并重复步骤2.2；否则，执行步骤2.3；

步骤2.3、判断索引值index所指向的寄存器中存储的负载量所对应的通讯节点的地址信息是否在搜索区域Area之内；若在，则执行步骤2.4；否则，令index+1，并重复步骤2.2；

步骤2.4、将cnt+1赋值给cnt后，判断计数器断cnt是否等于总跳数Cnt，若等于，则表示完成搜索，否则，将索引值index所指向的通讯节点记为第cnt个路径点R_cnt并存入节点保存寄存器中，并执行步骤2.5；

步骤2.5、判断已索引出通讯节点的地址信息是否分别与源节点地址信息和目的节点地址信息相邻，若是，则执行步骤2.6；否则，执行步骤2.7；

步骤2.6、若cnt＝2，则令搜索区域Area更新为[R₁_src,R₁_dest]，其中，R₁_src表示搜索区域的行数src下移1行，R₁_dest表示搜索区域的列数dest右移1列；

若cnt＝2m-4，则令搜索区域Area更新为[R_m-2_src,R_m-2_dest]或[R_m-2_src,R_m-3_src]∪[R_m-2_dest,R_m-3_dest]或···或[R₂_src,R₁_src]∪[R₂_dest,R₁_dest]，其中，R_m-2_src表示搜索区域的行数src下移m-2行，R_m-2_dest表示搜索区域的列数dest右移m-2列，R_m-3_src表示搜索区域的行数src下移m-3行，R_m-3_dest表示搜索区域的列数dest右移m-3列，R₂_src表示搜索区域的行数src下移2行，R₂_dest表示搜索区域的列数dest右移2行；

若cnt∈(2,2m-4)，则令搜索区域Area更新为[R_m-2_src,R_m-3_src]∪[R_m-2_dest,R_m-3_dest]或···或[R₂_src,R₁_src]∪[R₂_dest,R₁_dest]或[R_m-3_src,R_m-3_dest]或···或[R₂_src,R₂_dest]；

步骤2.7、令搜索区域Area更新为[src,R₁_src]或[dest,R₁_dest]；

步骤2.8、将index+1赋值给index后，返回步骤2.2。

3.根据权利要求1所述的负载均衡系统，其特征是，所述拆分比算法是按如下步骤进行：

步骤3.1、令节点保存寄存器中所有通讯节点按离源节点距离的远近，由近及远分别记为R_1、R_2、……、R_Cnt、

步骤3.2、初始化i＝1；以源节点作为第i-1个通讯节点，以目的节点作为第Cnt+1个通讯节点；

步骤3.3、判断第i个通讯节点R_i的地址信息中的x轴坐标值是否与第i-1个通讯节点的地址信息中的x轴坐标值相邻，若相邻，则表示第i-1个通讯节点按照x方向跳转到第i个通讯节点R_i；若不相邻，则执行步骤3.4；

步骤3.4、判断第i个通讯节点R_i的地址信息中的y轴坐标值是否与第i-1个通讯节点的地址信息中的y轴坐标值相邻，若相邻，则表示第i-1个通讯节点按照y方向跳转到第i个通讯节点R_i；若不相邻，则执行步骤3.5；

步骤3.5、将i+1赋值给i后，判断i＝Cnt+1是否成立，若成立，则表示完成路径分配；否则，并返回步骤3.3。