一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，設置于片上網絡路由器的每一個接收端口，標簽更新單元對應本級片上網絡路由器的不同輸入端口，更新片上網絡數據包包頭部分用于記錄上一跳路由輸入端口的標識符，為下一跳檢錯單元提供本級片上網絡路由器的輸入端信息；故障檢錯單元根據數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置信息，判斷片上網絡路由器輸入端接收的片上網絡數據包是否受到上一跳片上網絡路由器控制通路故障的影響，被發送至錯誤端口，產生非法路徑。本發明能有效識別因控制邏輯出錯而轉發錯方向、產生非法路徑的數據包。本發明充分利用路由器中現有的計算資源，還能與路由器的正常流程并行處理，不影響路由器性能。
【專利說明】一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及二維片上網絡路由器的故障檢測，特別是涉及一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路。
【背景技術】
[0002]常用的帶虛通道的二維片上網絡路由器架構如圖1所示，它包含東、南、西、北和本地接口這5個輸入輸出物理端口，如圖2。除本地接口外，其余每一個輸入端口都可以含有若干虛通道(virtual channel, VC)。這種路由器包含5個處理步驟,分別是路由計算(routing Computat1n, RC),虛通道總裁(virtual channel allocator, VA),交換仲裁(switch allocat1n, SA)，交換傳輸(switch traversal, ST)和輸出傳輸(linktraversal, LT)。其中，路由計算單元對輸入的數據包作拆包處理,分析包頭的源地址、目的地址信息，然后進行路由計算，決定著數據包的發送方向。虛通道仲裁單元用于確定當前時亥IJ，哪一條虛通道內的數據包能作為該端口的輸入數據包。交換仲裁單元決定了哪一個端口的輸入數據包獲得交換權利。而交換傳輸模塊則負責將數據包從指定輸入端口傳輸至指定輸出端口。最后，數據包會通過輸出傳輸，發送至下一個路由器。
[0003]根據路由器中不同單元的工作性質可以將其歸屬于控制邏輯和數據通路兩類。其中，控制邏輯包括虛通道仲裁(VA)模塊，路由計算(RC)模塊，交換仲裁(SA)模塊。這些模塊均關系到控制數據包的輸入、輸出以及轉發方向，關系到數據包能否被正確發送到目的地。而路由器中輸入輸出緩沖器與片上網絡中路由器間鏈路則為數據通絡，為數據包提供傳輸路徑。
[0004]片上網絡故障可能由多種物理因素影響造成，諸如工藝水平，電路老化，噪聲干擾，外部粒子攻擊及電壓驟降等。這些故障發生在控制邏輯上，即為控制邏輯故障。其中部分控制邏輯故障將導致數據包轉發方向或傳輸路徑出現錯誤，這類故障可以被定義為非法路徑故障。由于故障數據包傳輸路徑出現錯誤，就會占用其他數據包資源，阻塞其他數據包的正常傳輸。整個片上網絡將因故障包所導致的惡性競爭資源而產生死鎖，最終將導致系統徹底崩潰。另外，非法路徑故障也會讓部分數據包在網絡中環繞并且無法到達目的地，在網絡中出現活鎖，嚴重影響網絡性能。
[0005]為了保障系統的可靠性，片上網絡采用容錯機制應對非法路徑問題。與一般的控制邏輯故障不同，非法路徑故障會導致數據包錯誤地轉發，會阻擋下一個數據包的正常發送，導致片上網絡性能驟減，造成網絡死鎖、活鎖等嚴重后果。快速、準確地判斷數據包是否有被發送至非法路徑將對提高片上網絡的可靠性有極大幫助。
[0006]現時對于片上網絡非法路徑檢錯的方法有:(1)內建自測機制和路徑探測機制。其中，內建自測機制通過系統額外提供測試電路、海量的測試向量和故障判斷模塊，在系統開始前對所有路由器進行功能檢測，從而找出路由器內部故障。這種檢錯方法在大規模集成電路設計上應用廣泛，但是無法對系統進行在線檢錯。此外，由于此檢錯機制綜合性強，能檢測多種故障，但其設計復雜且對非法路徑檢錯針對性不足。就非法路徑檢錯而言，使用此方法，并不高效。(2)另一種方法是，在數據包轉發之前，使用路徑探測，在眾多不同路徑中找到一條無故障路徑，令數據包可以正確到達目的地，避免路由器錯誤轉發而產生非法路徑。此方法能夠實現故障在線檢錯。但是，其缺點是在每次轉發前均要獲取相關路徑上每一個路由器是否出現故障的先驗信息，再為數據包選擇合適路徑，繞開故障路由器。這種方法極大地降低了網絡運行效率，不適用與高速運行的片上網絡。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種高效的片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，無需知曉路由器故障先驗信息，能夠高效執行故障檢錯，識別因控制邏輯出錯而轉發錯方向、產生非法路徑的數據包；復用路由器中的計算資源，并能與路由器的路由計算模塊做并行處理，不影響路由器性能。
[0008]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，設置于片上網絡路由器的每一個接收端口，它包括標簽更新單元和故障檢錯單元;
標簽更新單元對應本級片上網絡路由器的不同輸入端口，更新片上網絡數據包包頭部分用于記錄上一跳路由輸入端口的標識符，為下一跳檢錯單元提供本級片上網絡路由器的輸入端信息；
故障檢錯單元用于識別故障，根據數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置信息，判斷片上網絡路由器輸入端接收的片上網絡數據包是否受到上一跳片上網絡路由器控制通路故障的影響，被發送至錯誤端口，產生非法路徑。
[0009]所述的數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置信息由片上網絡路由器的路由計算模塊獲得。
[0010]所述的片上網絡數據包在正常情況下按照既定的路由算法傳輸，故障檢錯單元處于未被激活的狀態；當控制邏輯出現故障時，片上網絡產生非法路徑，此時激活故障檢錯單元，輸出故障信號，避免片上網絡出現鎖死。
[0011 ] 所述的片上網絡路由器包括東、南、西、北和本地5個物理端口，其中南、北端口由2條虛通道共享，具體為東端口、南一端口、南二端口、西端口、北一端口、北二端口和本地端口 ；對片上網絡數據包包頭添加3比特標識符，標簽更新單元更新片上網絡數據包包頭部分用于記錄上一跳路由輸入端口的3比特標識符，片上網絡數據包被本級路由的某端口接收，其標識符則被更新為與該端口對應的3比特標識符。
[0012]所述上一跳路由輸入端口與標識符之間的對應關系是:
上一跳路由輸入端口標識符東000
南一001
南二010
西011
北一100
北二101
本地111。
[0013]所述的標簽更新單元包括包頭判斷電路和邏輯門電路:
對于東端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第三與門的另一個輸入端；第一與門的輸出通過第三非門與第四與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第三與門的另一個輸入端；
對于南一端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第三與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第三位共同輸入或門；
對于南二端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第二位共同輸入或門；第一與門的輸出通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第三與門的另一個輸入端;
對于西端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第二位共同輸入第一或門；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第三位共同輸入第二或門；
對于北一端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出與更新前的標識符的第一位共同輸入或門；第一與門的輸出還通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第三與門的另一個輸入端；
對于北二端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出與更新前的標識符的第一位共同輸入第一或門；第一與門的輸出還通過非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第三位共同輸入第二或門；
對于本地端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出與更新前的標識符的第一位共同輸入第一或門；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第二位共同輸入第二或門；第一與門的輸出還通過非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第二與門的另一個輸入端。
[0014]所述的數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置信息的編碼為:
數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置對應2進制編碼東000
東南001
南010
西南011西100
西北101
北110
東北111。
[0015]所述的故障檢錯單元包括:
對于東端口:標識符的第一位通過第一非門輸入第一與門，標識符的第一位還直接輸入第二與門；標識符的第二位通過第二非門輸入第二與門，標識符的第二位還直接輸入第一與門；標識符的第三位輸入第二與門；第一與門和第二與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號；
對于南一端口:標識符的第一位通過第一非門輸入第一與門，標識符的第一位還直接輸入第二與門；標識符的第二位通過第二非門輸入第二與門，標識符的第二位還直接輸入第一與門；第一與門和第二與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號；
對于南二端口:相對位置的第一位通過第一非門輸入第一與門，相對位置的第一位還直接輸入第二與門；相對位置的第二位通過第二非門輸入第二與門，相對位置的第二位還直接輸入第一與門；標識符的第一位和第三位均直接與第三與門連接，標識符的第二位通過第三非門與第三與門連接,第一與門、第二與門和第三與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號；
對于西端口:相對位置的第一位通過第一非門輸入第二與門，相對位置的第一位還直接輸入第一與門；相對位置的第二位通過第二非門輸入第一與門，相對位置的第二位還直接輸入第二與門；相對位置的第三位直接輸入第二與門；標識符的第一位、第二位、第三位均通過非門與第三與門連接，第一與門、第二與門和第三與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號；
對于北一端口:標識符的第一位通過第一非門輸入第一與門；標識符的第二位通過第二非門輸入第二與門，標識符的第二位還直接輸入第一與門；標識符的第三位直接輸入第二與門；第一與門和第二與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號；
對于北二端口:相對位置的第一位通過第一非門輸入第三與門，相對位置的第一位還直接輸入第一與門和第二與門；相對位置的第二位通過第二非門輸入第二與門，相對位置的第二位還直接輸入第三與門；相對位置的第三位通過第三非門輸入第一與門，相對位置的第三位還直接輸入第三與門；標識符的第一位和第三位均通過非門與第四與門連接，標識符的第二位直接與第四與門連接，第一與門、第二與門、第三與門和第四與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號。
[0016]本發明的有益效果是:
I)本發明能克服現有檢錯方案不能提供在線檢錯的缺點，并且無需知曉路由器故障先驗信息，能夠高效執行故障檢錯，能夠有效識別因控制邏輯出錯而轉發錯方向、產生非法路徑的數據包。
[0017]2)本發明將故障檢錯單元分布在各級路由器的每個輸入端口，能有效降低故障檢錯單元的復雜度，并有效避免誤判、漏判；在硬件實現時，僅需數個邏輯門單元，就能完成故障檢錯工作。
[0018]3)本發明充分利用路由器中現有的計算資源，在硬件實現時，能減少額外添加的硬件資源，減少故障檢錯的代價和成本；本發明還能與路由器的正常流程并行處理，不影響路由器性能。
[0019]4)在正常情況下，片上網絡數據包按照既定路由算法傳輸，故障檢錯單元處于未被激活狀態；當控制邏輯出現故障時，片上網絡會產生非法路徑，其他正常傳輸的數據包資源被占用，片上網絡出現死鎖，此時本單元才被激活，不會占用路由器正常工作的資源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為片上網絡路由器架構圖；
圖2為片上網絡路由器端口結構示意圖；
圖3為本發明片上網絡數據包包頭結構示意圖；
圖4為東端口標簽更新單元結構示意圖；
圖5為南一端口標簽更新單元結構示意圖；
圖6為南二端口標簽更新單元結構示意圖；
圖7為西端口標簽更新單元結構示意圖；
圖8為北一端口標簽更新單元結構示意圖；
圖9為北二端口標簽更新單元結構示意圖；
圖10為本地端口標簽更新單元結構示意圖；
圖11為東端口故障檢錯單元結構示意圖；
圖12為南一端口故障檢錯單兀結構不意圖；
圖13為南_■端口故障檢錯單兀結構不意圖；
圖14為西端口故障檢錯單兀結構不意圖；
圖15為北一端口故障檢錯單元結構示意圖；
圖16為北二端口故障檢錯單元結構示意圖；
圖17為實施例一中正確的數據包轉發方向示意圖；
圖18為實施例一中錯誤的數據包轉發方向示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體實施例進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。
[0022]一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，設置于各級片上網絡路由器的每一個接收端口，它包括標簽更新單元和故障檢錯單元；
標簽更新單元對應本級片上網絡路由器的不同輸入端口，更新片上網絡數據包包頭部分用于記錄上一跳路由輸入端口的標識符，為下一跳檢錯單元提供本級片上網絡路由器的輸入端信息；
故障檢錯單元用于識別故障，根據數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置信息，判斷片上網絡路由器輸入端接收的片上網絡數據包是否受到上一跳片上網絡路由器控制通路故障的影響，被發送至錯誤端口，產生非法路徑。
[0023]所述的數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置信息由片上網絡路由器的路由計算模塊獲得。
[0024]所述的片上網絡數據包在正常情況下按照既定的路由算法傳輸，故障檢錯單元處于未被激活的狀態；當控制邏輯出現故障時，片上網絡產生非法路徑，此時激活故障檢錯單元，輸出故障信號，避免片上網絡出現鎖死。
[0025]如圖2所示，所述的片上網絡路由器包括東、南、西、北和本地5個物理端口，其中南、北端口由2條虛通道共享，具體為東端口、南一端口、南二端口、西端口、北一端口、北二端口和本地端口。
[0026]如圖3所示，對片上網絡數據包包頭添加3比特標識符，標簽更新單元更新片上網絡數據包包頭部分用于記錄上一跳路由輸入端口的3比特標識符，片上網絡數據包被本級路由的某端口接收，其標識符則被更新為與該端口對應的3比特標識符。
[0027]所述上一跳路由輸入端口與標識符之間的對應關系是:
上一跳路由輸入端口標識符東000
南一001
南二010
西011
北一100
北二101
本地111。
[0028]例如:數據包被本級路由的東端口接收，它的標識符就將被更新為東端口對應的3bit 編碼，即 “000”。
[0029]所述的標簽更新單元包括包頭判斷電路和邏輯門電路:圖Γ圖10，每一個圖右上角標注了該電路所應用的輸入端口及其編碼。包頭判斷電路實為2路信號，用于確定輸入數據為包頭部分，當輸入為包頭時，才能進行3bit標識符的更新操作。
[0030]如圖4所示，對于東端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第三與門的另一個輸入端；第一與門的輸出通過第三非門與第四與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第三與門的另一個輸入端；
如圖5所不,對于南一端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接,第一與門的輸出通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第三與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第三位共同輸入或門；
如圖6所示，對于南二端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第二位共同輸入或門；第一與門的輸出通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第三與門的另一個輸入端；
如圖7所示，對于西端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第二位共同輸入第一或門；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第三位共同輸入第二或門；
如圖8所不,對于北一端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接,第一與門的輸出與更新前的標識符的第一位共同輸入或門；第一與門的輸出還通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第三與門的另一個輸入端；
如圖9所示，對于北二端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出與更新前的標識符的第一位共同輸入第一或門；第一與門的輸出還通過非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第三位共同輸入第二或門；
如圖10所示，對于本地端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出與更新前的標識符的第一位共同輸入第一或門；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第二位共同輸入第二或門；第一與門的輸出還通過非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第二與門的另一個輸入端。
[0031]所述的數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置信息的編碼為:
數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置對應2進制編碼東000
東南001
南010
西南011
西100
西北101
北110
東北111。
[0032]所述的故障檢錯單元包括:
如圖11所不，對于東端口:標識符的第一位通過第一非門輸入第一與門，標識符的第一位還直接輸入第二與門；標識符的第二位通過第二非門輸入第二與門，標識符的第二位還直接輸入第一與門；標識符的第三位輸入第二與門；第一與門和第二與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號；
如圖12所不,對于南一端口:標識符的第一位通過第一非門輸入第一與門，標識符的第一位還直接輸入第二與門；標識符的第二位通過第二非門輸入第二與門，標識符的第二位還直接輸入第一與門；第一與門和第二與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號；如圖13所示，對于南二端口:相對位置的第一位通過第一非門輸入第一與門，相對位置的第一位還直接輸入第二與門；相對位置的第二位通過第二非門輸入第二與門，相對位置的第二位還直接輸入第一與門；標識符的第一位和第三位均直接與第三與門連接，標識符的第二位通過第三非門與第三與門連接，第一與門、第二與門和第三與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號； 如圖14所示，對于西端口:相對位置的第一位通過第一非門輸入第二與門，相對位置的第一位還直接輸入第一與門；相對位置的第二位通過第二非門輸入第一與門，相對位置的第二位還直接輸入第二與門；相對位置的第三位直接輸入第二與門；標識符的第一位、第二位、第三位均通過非門與第三與門連接，第一與門、第二與門和第三與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號；
如圖15所不,對于北一端口:標識符的第一位通過第一非門輸入第一與門；標識符的第二位通過第二非門輸入第二與門，標識符的第二位還直接輸入第一與門；標識符的第三位直接輸入第二與門；第一與門和第二與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號；
如圖16所示，對于北二端口:相對位置的第一位通過第一非門輸入第三與門，相對位置的第一位還直接輸入第一與門和第二與門；相對位置的第二位通過第二非門輸入第二與門，相對位置的第二位還直接輸入第三與門；相對位置的第三位通過第三非門輸入第一與門，相對位置的第三位還直接輸入第三與門；標識符的第一位和第三位均通過非門與第四與門連接，標識符的第二位直接與第四與門連接，第一與門、第二與門、第三與門和第四與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號。
[0033]以下結合具體實施例加以說明:
數據包需要從路由器I發送到路由器8，當它到達路由器4時，按照正常傳輸路徑，數據包應該被轉發到路由器5，如圖17畫出了該數據包軌跡。當路由器4的控制邏輯出現故障時，該數據包可能被發送到路由器1，如圖18所示。該數據包被錯誤傳輸，會產生非法路徑，從而引起網絡阻塞，最后導致網絡死鎖及系統崩潰。
[0034]當采用本發明后，圖18的故障情況能夠被檢測出來，避免此后更嚴重故障的產生。
[0035]具體的步驟是:當數據包進入路由器4時，上一跳路由輸入端標識符與相對位置(數據包目的地-路由器8與現時數據包所在位置-路由器4的相對位置)將被輸入分布于路由器4南I輸入端的故障檢錯單元。其中，上一跳路由輸入端標識符為上一跳路由器輸入端，即路由器I的輸入端，即“西(編碼為011)”。在獲取上一跳路由輸入端口信息后，標識符被更新為本級路由輸入端的標識符，即“南2 (編碼為010)”，相對位置經路由器4中的路由計算模塊計算后得，為“東北(編碼為111)”。觀察圖13所示的南二端口輸入端的故障檢錯單元電路結構，可以判斷數據包從路由器3至路由器4的發送過程沒有出現故障，故障檢錯信號輸出為邏輯O。
[0036]若在路由器4出現控制邏輯故障，數據包被錯誤地發送到路由器I。此時，位于路由器I北一端口的故障檢錯單元接收到的標識符為“南2 (編碼為010)”，而數據包相對位置信息為“東北(編碼為111)”。按照圖15北一端口故障檢測單元，故障信號輸出為邏輯I。這表明該數據包受到了控制邏輯故障的影響。
[0037]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當理解本發明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和范圍，則都應在本發明所附權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，其特征在于:設置于片上網絡路由器的每一個接收端口，它包括標簽更新單元和故障檢錯單元； 標簽更新單元對應本級片上網絡路由器的不同輸入端口，更新片上網絡數據包包頭部分用于記錄上一跳路由輸入端口的標識符，為下一跳檢錯單元提供本級片上網絡路由器的輸入端信息； 故障檢錯單元用于識別故障，根據數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置信息，判斷片上網絡路由器輸入端接收的片上網絡數據包是否受到上一跳片上網絡路由器控制通路故障的影響，被發送至錯誤端口，產生非法路徑。
2.根據權利要求1所述的一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，其特征在于:所述的數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置信息由片上網絡路由器的路由計算模塊獲得。
3.根據權利要求1所述的一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，其特征在于:所述的片上網絡數據包在正常情況下按照既定的路由算法傳輸，故障檢錯單元處于未被激活的狀態；當控制邏輯出現故障時，片上網絡產生非法路徑，此時激活故障檢錯單元，輸出故障信號，避免片上網絡出現鎖死。
4.根據權利要求1所述的一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，其特征在于:所述的片上網絡路由器包括東、南、西、北和本地5個物理端口，其中南、北端口由2條虛通道共享，具體為東端口、南一端口、南二端口、西端口、北一端口、北二端口和本地端口 ；對片上網絡數據包包頭添加3比特標識符，標簽更新單元更新片上網絡數據包包頭部分用于記錄上一跳路由輸入端口的3比特標識符，片上網絡數據包被本級路由的某端口接收，其標識符則被更新為與該端口對應的3比特標識符。
5.根據權利要求4所述的一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，其特征在于:所述上一跳路由輸入端口與標識符之間的對應關系是: 上一跳路由輸入端口標識符東OOO南一001南二010西011北一100北二101本地111。
6.根據權利要求5所述的一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，其特征在于:所述的標簽更新單元包括包頭判斷電路和邏輯門電路: 對于東端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第三與門的另一個輸入端；第一與門的輸出通過第三非門與第四與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第三與門的另一個輸入端； 對于南一端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第三與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第三位共同輸入或門； 對于南二端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第二位共同輸入或門；第一與門的輸出通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第三與門的另一個輸入端; 對于西端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出通過非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第一位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第二位共同輸入第一或門；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第三位共同輸入第二或門； 對于北一端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出與更新前的標識符的第一位共同輸入或門；第一與門的輸出還通過第一非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還通過第二非門與第三與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第三與門的另一個輸入端； 對于北二端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出與更新前的標識符的第一位共同輸入第一或門；第一與門的輸出還通過非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第二位輸入第二與門的另一個輸入端；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第三位共同輸入第二或門； 對于本地端口:包頭判斷電路的兩路輸出與第一與門連接，第一與門的輸出與更新前的標識符的第一位共同輸入第一或門；第一與門的輸出還與更新前的標識符的第二位共同輸入第二或門；第一與門的輸出還通過非門與第二與門的一個輸入端連接，更新前的標識符的第三位輸入第二與門的另一個輸入端。
7.根據權利要求6所述的一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，其特征在于:所述的數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置信息的編碼為: 數據包目的地與現時數據包所在位置的相對位置 對應2進制編碼 東OOO東南001南010西南011西100西北101北110東北111。
8.根據權利要求7所述的一種片上網絡非法路徑故障在線檢錯電路，其特征在于:所述的故障檢錯單元包括: 對于東端口:標識符的第一位通過第一非門輸入第一與門，標識符的第一位還直接輸入第二與門；標識符的第二位通過第二非門輸入第二與門，標識符的第二位還直接輸入第一與門；標識符的第三位輸入第二與門；第一與門和第二與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號； 對于南一端口:標識符的第一位通過第一非門輸入第一與門，標識符的第一位還直接輸入第二與門；標識符的第二位通過第二非門輸入第二與門，標識符的第二位還直接輸入第一與門；第一與門和第二與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號； 對于南二端口:相對位置的第一位通過第一非門輸入第一與門，相對位置的第一位還直接輸入第二與門；相對位置的第二位通過第二非門輸入第二與門，相對位置的第二位還直接輸入第一與門；標識符的第一位和第三位均直接與第三與門連接，標識符的第二位通過第三非門與第三與門連接,第一與門、第二與門和第三與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號； 對于西端口:相對位置的第一位通過第一非門輸入第二與門，相對位置的第一位還直接輸入第一與門；相對位置的第二位通過第二非門輸入第一與門，相對位置的第二位還直接輸入第二與門；相對位置的第三位直接輸入第二與門；標識符的第一位、第二位、第三位均通過非門與第三與門連接，第一與門、第二與門和第三與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號； 對于北一端口:標識符的第一位通過第一非門輸入第一與門；標識符的第二位通過第二非門輸入第二與門，標識符的第二位還直接輸入第一與門；標識符的第三位直接輸入第二與門；第一與門和第二與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號； 對于北二端口:相對位置的第一位通過第一非門輸入第三與門，相對位置的第一位還直接輸入第一與門和第二與門；相對位置的第二位通過第二非門輸入第二與門，相對位置的第二位還直接輸入第三與門；相對位置的第三位通過第三非門輸入第一與門，相對位置的第三位還直接輸入第三與門；標識符的第一位和第三位均通過非門與第四與門連接，標識符的第二位直接與第四與門連接，第一與門、第二與門、第三與門和第四與門的輸出共同輸入或門，或門輸出故障信號。
【文檔編號】H04L12/24GK104270279SQ201410584075
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】張曉帆, 黃樂天, 王君實 申請人:電子科技大學