[发明专利]一种应用于片上网络的负载均衡系统

说明书

本发明公开了一种应用于片上网络的负载均衡系统，其特征是，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置在通讯节点的五个输出通道上。本发明能精确地监测并统计路由节点的各传输通道的通信量，并选择节点负载较小的节点传输目标流，从而达到均衡各路由节点的负载的目的，避免局部通讯量过大而产生的局部“热点”，进而提升NoC的整体性能。

技术领域

本发明属于集成电路片上网络的通信技术领域，尤其涉及一种应用于片上网络的负载均衡系统。

背景技术

随着半导体技术以及集成电路技术的快速发展，单个芯片的IP(IntellectualProperty)核数量越来越多，核与核之间的通信也变得更加频繁。基于片上总线式的SoC(System-On-Chip)在设计上遇到了无法支持多节点并行通讯以及系统扩展不灵活等一系列问题，当通讯数据注入到片上网络，在网络中传输时，有可能出现某个路由节点通信负载过大，这样就有可能致使该节点温度急剧升高从而带来网络局部“热点”问题，直接影响到芯片的功能或对芯片造成永久性的伤害。由此可见，负载均衡已经成为影响芯片性能的一个很重要因素。

现有技术当中，只考虑到当前节点或相邻节点的负载情况，并未拓展到整个NoC网络。目标流从源节点传输到目的节点，若采用固定X-Y维序路由算法，容易使网络中的某些通讯节点产生负载量过大的情况，从而带来网络局部“热点”问题。对于固定X-Y维序路由算法而言，由于算法本身的不灵活性，无法避开历史通讯量较大的节点，从而在一定程度上增加了数据流转发的延迟。

发明内容

本发明为克服现有NoC平台大量数据传输时芯片负载不均衡的问题，提出了一种应用于片上网络的负载均衡系统，旨在能有效地监测并统计网络中所有路由节点的各传输通道的通讯量，并选择通讯节点负载量较小的通讯节点来传输目标流，从而达到均衡网络中各路由节点负载的目的，避免局部通讯量过大而产生的局部“热点”问题，进而提高NoC的整体性能。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：

本发明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，其特点是，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；