二维片上网络拓扑结构的自适应路由方法_2

文档序号:8925158阅读:来源:国知局
于源节点的横坐标并且目的节点的纵坐标小于源节点的纵坐标,则输出端口集合有西方向和北方向,执行步骤(2b);
[0030](2b)计算四个路由输出端口方向的拥塞信息:
[0031]将本地端口最后一次注入到东方向、西方向、南方向和北方向的数据分组所等待的时钟周期数作为当前注入选择的拥塞信息,分别存储在四个方向的排队等待时间寄存器里;
[0032](2c)根据步骤(2a)中路由节点计算产生的输出端口集合以及步骤(2b)中得到的拥塞信息,选择输出端口集合里具有较小时钟周期等待数的方向作为数据分组的注入方向,将数据分组从本地端口注入到该输出端口方向,注入结束;
[0033](2d)将输出端口集合里的方向作为数据分组的注入方向,将数据分组从本地端口注入到该输出端口方向,注入结束。
[0034]上述基于二维片上网络拓扑结构的自适应路由方法,步骤(4)中所述的流量控制器的输出端口分配方法是指:流量控制器接收到路由节点的数据分组后根据计算出来的本地拥塞信息、区域拥塞信息以及高优先级拥塞信息三部分进行流量控制器的输出端口选择,具体步骤为:
[0035](4a)计算该输入端口数据分组的优先级:
[0036](4a-l)若该数据分组的目的节点和该流量控制器相连,则该数据分组具有高优先级,执行步骤(4b);
[0037](4a-2)若该数据分组的目的节点和该流量控制器没有相连,则该数据分组具有低优先级,执行步骤(4c);
[0038](4b)将与目的节点相连的流量控制器输出端口分配给数据分组,将数据分组传输到该输出端口,同时把该输出端口分配信息作为高优先级拥塞信息发给拥塞信息收集器;
[0039](4c)计算该流量控制器其余所有输入端口所接收到的数据分组的优先级,把所有高优先级数据分组的输出端口请求信号作为高优先级拥塞信息发给拥塞信息收集器;
[0040](4d)计算当前流量控制器被使用的输出端口作为本地拥塞信息发给拥塞信息收集器;
[0041](4e)计算该数据分组下一个流量控制器的输入链路状态,如果空闲则为不拥塞,反之为拥塞,将其作为局部拥塞信息发给拥塞信息收集器;
[0042](4f)拥塞信息收集器根据收集到的拥塞信息以及数据分组的优先级别,为数据分组计算可分配的剩余还没有高优先级请求并且没有拥塞的输出端口;
[0043](4g)输出端口分配器为数据分组分配输出端口:
[0044](4g-l)若没有可分配的输出端口,数据分组被阻塞,等待可分配的输出端口可用;
[0045](4g-2)若有I个可分配的输出端口,输出端口分配器为数据分组分配该端口,将数据分组传输到该输出端口;
[0046](4g-3)若有超过I个可分配的输出端口,则可分配的输出端口按照轮询方法为数据分组分配,将数据分组传输到该输出端口。
[0047]本发明与现有技术相比,具有以下优点:
[0048]第一,本发明由于在数据分组注入网络时,采用了注入方向选择与路由计算相结合的方法,使得数据分组从本地端口注入到路由网络时,可以根据源节点和目的节点的坐标以及当前路由节点的拥塞情况,选择拥塞较小的路由端口将数据分组注入,可以很好地减少网络拥塞、提升网络性能,同时在计算路由节点每个输出端口的拥塞情况时采用等待时钟周期数的多少,只需要计数器和比较器就可以实现,从而在减小网络拥塞的同时使得硬件开销小。
[0049]第二,本发明由于在流量控制器中采用了高优先级拥塞信息,使得具有高优先级的数据分组直接到达目的节点,而不用考虑计算其它拥塞信息,从而使得网络吞吐率提高、延迟减少。
[0050]第三,本发明由于在流量控制器中采用了高优先级拥塞信息、本地拥塞信息以及区域拥塞信息相结合的方法,不仅能保证当前流量控制器的输出端口可用,还可以保证下一个流量控制器有可用的数据输入端口,从而使得数据传输在两个路由节点之间形成没有阻塞的通路,有效地避免了网络拥塞节点、提升了网络性能。
【附图说明】
[0051]图1为本发明所基于的二维片上网络4X4拓扑结构示意图;
[0052]图2为本发明流程图;
[0053]图3为本发明中数据分组注入方向选择方法流程图;
[0054]图4为本发明中流量控制器输出端口分配方法流程图。
【具体实施方式】
:
[0055]下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0056]参照附图1对本发明的自适应路由方法所基于的二维片上网络拓扑结构作进一步的描述。
[0057]本二维片上网络拓扑结构,包括路由节点和流量控制器。在mXn网络中,m彡2,η彡2,包含mXn个路由节点和m+n_2个流量控制器JZI^mXn个路由节点排列成mXn的矩形网络;在111\11网络中每每相邻的两行路由节点之间放置一个流量控制器;在!11\11网络中每每相邻的两列路由节点之间放置一个流量控制器;所述路由节点通过数据总线与相邻的流量控制器相连;其中:
[0058]所述的路由节点,用于接收数据分组并对数据分组进行分配,将来自本地端口的数据分组根据数据包注入原则注入相邻的流量控制器,将来自路由端口的数据分组分类转发至本地端口或目的地址对应的路由节点端口 ;
[0059]所述的流量控制器,用于接收来自路由节点的数据分组,按照相应的路由方法将数据分组传输至下一个路由节点。
[0060]为说明方便,图1中取m = 4,η = 4,即构成一个4X4的拓扑结构。每个路由节点设有四个路由端口和一个本地端口,四个路由端口分别用于连接东、西、南、北四个方向上相邻的流量控制器,本地端口通过NI模块与本地IP连接,用于将数据分组注入mXn矩形片上网络和接收mXn矩形片上网络排出的数据分组。
[0061]在m X η矩形片上网络中设定右起第一个节点为片上网络的坐标原点,将坐标原点水平向右的方向作为横坐标的正方向,将坐标原点垂直向下的方向作为纵坐标的正方向,组成一个二维坐标系 O 图1 中(0,O),(O, I),(O, 2),(O, 3),(I, O),(I, I),(I, 2),(I, 3),(2,O),(2,I),(2,2),(2,3),(3,O),(3,I),(3,2),(3,3)标识,表示路由器节点所对应的坐标值。图1中ΤΜ_Η0、ΤΜ_Η1、ΤΜ_Η2的标识,表示水平流量控制器,图1中TM_V0、TM_V1、TM_V2的标识,表示垂直流量控制器。
[0062]流量控制器分为两类:水平流量控制器和垂直流量控制器。水平流量控制器用于连接两个相邻的列路由节点组,只负责东和西方向的数据传输;垂直流量控制器用于连接两个相邻的行路由节点组,只负责南和北方向的数据传输。在4X4网络拓扑结构中,包含16个路由节点和8个流量控制器,其中水平流量控制器共有3个,每个水平流量控制器有8个端口,其中左端有4个端口,标号为0,1,2,3,右端有4个端口标号为4,5,6,7,垂直流量控制器共有3个,每个垂直流量控制器有8个端口,其中上端有4个端口,标号为0,I,2,3,下端有4个端口,标号为0,I,2,3。流量控制器只能将数据分组从一端传输到另外一端而不能将数据分组在同一端传输,即对于水平流量控制器,如果左端的某一个端口接收到数据分组则只能将其传输到右端的某一个端口,如果右端的某一个端口接收到数据分组则只能将其传输到左端的某一个端口,对于垂直流量控制器,如果上端的某一个端口接收到数据分组则只能将其传输到下端的某一个端口,如果下端的某一个端口接收到数据分组则只能将其传输到上端的某一个端口。流量控制器的输入端口指的的是数据分组的接收一端的端口,流量控制的输出端口指的是非数据分组接收的一端,例如对于水平流量控制器,如果左端的某一个
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