申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2024-04-02

公开（公告）日：2024-06-04

公开（公告）号：CN118138531A

主分类号：H04L47/11

分类号：H04L47/11;H04L47/12;H04L41/0663

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.21#实质审查的生效;2024.06.04#公开

摘要：本发明公开了一种基于Multi‑NoC片上网络的低功耗容错模块，包括：内置自测模块BIST、拥塞检测模块、额外控制模块；其中，内置自测模块BIST包括：故障检测模块FDM、故障通知模块FNM；拥塞检测模块包括：缓冲区占用检测模块、拥塞状态寄存器、拥塞控制模块；额外控制模块包括：控制逻辑单元、额外寄存器文件ER。本发明使用了较小的额外面积，降低了系统的功耗，并且有效的保证了系统的容错效果，并且展现出较低的数据包延迟和功耗开销。

主权项：1.一种基于Multi-NoC片上网络的低功耗容错模块，所述Multi-NoC片上网络由四阶子网构成，其中，每阶子网由一个子网选择器、多个子路由器SR及其对应功率门控单元PG的组成；所述子路由器SR包括：输入端口、输出端口、路由计算模块RC、虚拟通道分配模块VA、开关分配模块SA、交叉开关；其特征在于：所述子路由器SR中设置有低功耗容错模块，并包括：内置自测模块BIST、拥塞检测模块、额外控制模块；所述内置自测模块BIST包括：故障检测模块FDM、故障通知模块FNM；所述拥塞检测模块包括：缓冲区占用检测模块、拥塞状态寄存器、拥塞控制模块；所述额外控制模块包括：控制逻辑单元、额外寄存器文件ER；初始阶段，低阶的第0阶子网和第1阶子网处于通电状态，高阶的第2阶子网和第3阶子网处于断电状态，数据包由网络接口随机注入到第0阶子网和第1阶子网中；任意第i阶子网的第j个子路由器SRij的控制逻辑单元在收到一个数据包的头部信息时，第j个子路由器SRij在1个时钟周期内调用自身的路由计算模块RCij，并根据数据包的目的地址和子网信息，计算出数据包的输出端口和虚拟通道；i∈{0,1}；第j个子路由器SRij的控制逻辑单元调用自身的缓冲区占用检测模块检测输入端口的最大输入缓冲区占用率BFM并保存在拥塞状态寄存器中，并检查数据包的输出端口和虚拟通道是否有拥塞，如果有拥塞，则控制逻辑单元根据拥塞状态寄存器中最大缓冲区占用率BFM调用拥塞控制模块执行相应的免拥塞策略，以调整数据包注入第i阶子网的选择；如果无拥塞，数据包由网络接口随机注入到通电的第0阶子网和第1阶子网中；第j个子路由器SRij的控制逻辑单元调用自身的故障检测模块FDMij，以检查数据包的输出端口和虚拟通道是否有故障；如果检测到故障，则障检测模块FDMij通过故障通知模块FNMij将故障信息传输到控制逻辑单元，由所述控制逻辑单元调用第i阶子网选择器，从而根据第i阶子网的状态，选择无故障的第i+2阶子网；同时，所述控制逻辑单元调用自身的故障通知模块FNMij将故障信息发送给SRij的四个邻居子路由器SR_neighbor；然后调用外部的功率门控单元PGij，唤醒当前故障的子路由器SRij及其四个邻居子路由器SR_neighbor对应的第i+2阶子网的四个子路由器以组成旁路路径；当前故障的子路由器SRij的上游子路由器SRij-1的控制逻辑单元向外部的网络接口NIij-1发送子网更改请求，由网络接口NIij-1检查自身是否有空闲的缓冲区，并将网络接口NIij-1的空闲缓冲区的结果发送给额外寄存器文件ERij-1，上游子路由器SRij-1的控制逻辑单元调用自身的额外寄存器文件ERij-1，查看网络接口NIij-1的空闲缓冲区情况，若有空闲，网络接口NIij-1向上游子路由器SRij-1的控制逻辑单元发送授权信号，使得控制逻辑单元将数据包通过旁路路径传输至网络接口NIij-1的空闲缓冲区中，使得数据包从NIij-1的空闲缓冲区注入到第i+2阶子网中，以完成数据包的子网更改请求；若无空闲，则不发送授权信号，直到网络接口NI中存在空闲缓冲区为止；如果没有检测到故障，路由计算模块RCij按流水线阶段计算当前数据包的输出端口，虚拟通道分配模块VA进行数据包的仲裁，去决定数据包的下一个路由器SRij+1的输入端口的虚拟通道，接着交叉开关分配模块SA对交叉开关的输入和输出端口进行仲裁，然后交叉开关负责将数据包从输入端口移动到输出端口，接着沿着第i阶子网继续进行数据包的传输。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 合肥工业大学 一种基于Multi-NoC片上网络的低功耗容错模块

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