【摘要】：多播通訊廣泛應(yīng)用于支持并行程序的多核片上系統(tǒng)中.為了進(jìn)一步提高非全互連3D NoC中數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅?提出具有自適應(yīng)性的混合多播路由算法.該算法中,新注入的多播包在選擇用于層間通信的硅通孔(TSV)后將其地址添加至本層的目的節(jié)點(diǎn)集中,層內(nèi)路由采用基于Hamilton圖的自適應(yīng)多路徑多播思想進(jìn)行傳輸,到達(dá)目的 TSV的多播包復(fù)制一份進(jìn)行層間路由,傳輸至新層的多播包在重新劃分目的節(jié)點(diǎn)集后繼續(xù)層內(nèi)路由.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,文中算法在提供高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?
【圖文】：

ǖ醬锏那榭?文獻(xiàn)[15]將AMP算法與垂直區(qū)域劃分策略相結(jié)合,提出適用于全互連3D拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的最短路徑自適應(yīng)路由(minimaladaptiverouting,MAR)算法.文獻(xiàn)[16]提出的3DHOE算法在各層內(nèi)使用HOEMP算法,提升了MAR算法傳輸路徑的自由度.針對(duì)非全互連3DNoC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):數(shù)據(jù)包在層間傳輸時(shí)首先需要在本層內(nèi)找到合適的通往目的層方向的TSV通道,傳統(tǒng)的多播算法并不適用于此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).本文提出適用于非全互連3DNoC的自適應(yīng)混合多播路由算法,能夠在提供高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?2拓?fù)淠Ｐ头侨ミB3DNoC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示,每層為2Dmesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),層與層之間通過(guò)一定數(shù)量的垂直TSV通道連接.在該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,連接上行TSV通道的路由器為上行路由器;連接下行TSV通道的路由器為下行路由器.網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)路由器通過(guò)(x,y,z)坐標(biāo)記錄自身處于網(wǎng)絡(luò)中的位置,并通過(guò)維護(hù)TSV表保存本層中TSV通道的位置.路由器在網(wǎng)絡(luò)中的7個(gè)輸出端口根據(jù)輸出方向分為圖1非全互連3DNoC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

隳諤粞『鮮實(shí)乤SV通道,并將其位置作為目的節(jié)點(diǎn)添加進(jìn)本層的目的節(jié)點(diǎn)集.當(dāng)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)皆撐恢脮r(shí),路由器將此數(shù)據(jù)包復(fù)制一份進(jìn)行層間傳輸.傳輸至目的層的數(shù)據(jù)包采用層內(nèi)路由算法繼續(xù)路由.下面詳細(xì)介紹層內(nèi)路由算法與層間路由算法.3.1層內(nèi)路由算法Hamilton圖廣泛用于基于路徑的多播路由算法,網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)路由器根據(jù)自身位置標(biāo)記為0~N1(N為2Dmesh中路由器的總個(gè)數(shù)).對(duì)于一個(gè)mn網(wǎng)絡(luò)中坐標(biāo)為(x,y)的節(jié)點(diǎn),標(biāo)記Tx,y的規(guī)則為:當(dāng)y為偶數(shù)時(shí),Tx,yynx;當(dāng)y為奇數(shù)時(shí),Tx,yynnx1.該模型根據(jù)標(biāo)記的升降序可分為升序子網(wǎng)和降序子網(wǎng).圖2a中,實(shí)線(xiàn)箭頭代表升序子網(wǎng),虛線(xiàn)箭頭代表降序子網(wǎng).基于Hamilton圖的多播路由算法可能會(huì)因?yàn)槁窂骄S序增加數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)延,因此多路徑多播路由算法根據(jù)目的節(jié)點(diǎn)的x坐標(biāo)對(duì)子網(wǎng)進(jìn)一步劃分.圖2b以源節(jié)點(diǎn)(1,2)為例,將升序子網(wǎng)中x坐標(biāo)小于等于源節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)劃為DH1子網(wǎng),并且將x坐標(biāo)大于源節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)劃為DH2子網(wǎng),降序子網(wǎng)可依同理劃分為DL1與DL2.多路徑多播路由算法為確定性路由算法,缺乏自適應(yīng)性,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時(shí)其傳輸性能會(huì)嚴(yán)重下降.文獻(xiàn)[15]提出的AMP路由算法能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自適應(yīng)地選擇輸出端口,從而緩解網(wǎng)絡(luò)中的擁塞和故障問(wèn)題.文獻(xiàn)[16]提出的HOEMP算法進(jìn)一步提升了路徑傳輸?shù)淖杂啥?它設(shè)置了2條拐彎限制:禁止在偶數(shù)行進(jìn)行北西轉(zhuǎn)向和東南轉(zhuǎn)向;禁止在奇數(shù)行進(jìn)行北東轉(zhuǎn)向和西南轉(zhuǎn)向.該算法雖然提升了自由度,但面臨部分節(jié)點(diǎn)不可達(dá)的問(wèn)題.如圖2b所示,當(dāng)多播數(shù)據(jù)包在節(jié)點(diǎn)(3,0)經(jīng)由南東轉(zhuǎn)向到達(dá)節(jié)點(diǎn)(4,0)后,由于該模型禁止180轉(zhuǎn)向,因此該數(shù)圖2基于Hamilton圖的子網(wǎng)劃分據(jù)包無(wú)法到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)(1,0)和(2,0).基于HOEMP算法存在的問(wèn)題,本文提出新的基于Hamilton圖的自適應(yīng)層內(nèi)多路徑多播路由算法.該算
【作者單位】： 國(guó)家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心;廣州民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院航空港管理學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(61572520) 國(guó)家“八六三”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(2014AA01A704)
【分類(lèi)號(hào)】：TN47

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