一种堆叠芯片及其数据传输方法与流程

专利检索2025-11-03  3


本发明涉及集成电路,尤其涉及一种堆叠芯片及其数据传输方法。


背景技术:

1、随着集成电路工艺尺寸的不断朝着微型化设计方向进行,由于2d布局条件的限制,难以保证关键部件相邻以尽可能缩短关键路径长度,其制造出的集成电路上出现了架构上的性能瓶颈,而3d技术可把不同的器件层堆叠起来,不仅在真正意义上缩短了连线的长度,并克服这种布局的限制,基于3d片上网络具有多层互联的拓扑结构,在路由器结构和算法方面进行了改进,具有局部和全局路径寻优的能力,从而优化网络通信。

2、但是目前已有技术没有考虑网络尺寸的问题,在网络尺寸增大时,现有的网格mesh的拓扑结构形成的网络通信效率较低,并且缺乏高效的容错处理手段,影响网络可靠性。


技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷,本申请实施例提供了一种堆叠芯片及其数据传输方法,能够达到通过对3d片上网络结构的优化和增加容错逻辑,能够在功能异常时提供透传功能,保证发送效率的同时提高网络可靠性的技术效果。

2、第一方面,本申请提供了一种堆叠芯片,包括:至少两个芯片组件,至少两个所述芯片组件堆叠设置;每一所述芯片组件包括阵列设置的多个路由器以及多个计算单元,所述路由器与所述计算单元一一对应连接;其中,每一所述路由器与其在第一方向和第二方向上相邻的其余路由器连接;所述第一方向与所述第二方向垂直;至少两个芯片组件中位置对应的所述路由器互连;当前路由器用于基于报文指令的地址确定候选路由器,并剔除所述当前路由器至所述候选路由器的传输路径中的异常传输路径,基于所述当前路由器至所述候选路由器的传输路径中的非异常传输路径组成的数据传输路径将所述报文指令传输至目标路由器。

3、进一步地,所述当前路由器向所述候选路由器发送初始数据包,并接收所述候选路由器反馈的数据包;响应于所述当前路由器未接收到所述初始数据包,或者接收到的数据包与所述初始数据包不一致,则确定所述当前路由器至所述候选路由器之间的传输路径为异常传输路径。

4、进一步地,所述路由器包括:环回检测接口,所述环回检测接口连接所述芯片组件上的逻辑模块;所述当前路由器通过所述环回检测接口接收所述逻辑模块提供的所述初始数据包,并通过所述当前路由器与所述候选路由器之间的传输路径将所述初始数据包发送至所述候选路由器,以确定所述当前路由器至所述候选路由器之间的传输路径是否为异常传输路径。

5、进一步地,所述路由器包括:数据备份接口,所述数据备份接口连接所述芯片组件中的存储芯片的备份单元,用于将所述当前路由器中传输的数据在所述备份单元中进行备份存储。

6、进一步地,所述路由器包括:存储访问接口,所述存储访问接口连接所述芯片组件中的存储芯片的存储单元,用于对所述存储单元进行存储和访问。

7、进一步地,所述路由器包括:第一类型接口,所述第一类型接口用于连接对应的路由器;第二类型接口,至少部分所述第二类型接口位于所述第一类型接口附近;其中,所述第二类型接口连接所述芯片组件上的逻辑模块;所述当前路由器通过所述第二类型检测接口接收所述逻辑模块提供的所述初始数据包,并通过所述当前路由器与所述候选路由器之间的传输路径将所述初始数据包发送至所述候选路由器,以确定所述当前路由器至所述候选路由器之间的传输路径是否为异常传输路径;其中,所述传输路径由所述第一类型接口组成;和/或所述第二类型接口连接所述芯片组件中的存储芯片的备份单元,用于将所述当前路由器中传输的数据在所述备份单元中进行备份存储。

8、进一步地,所述第二类型接口还用于在所述第一类型接口组成的传输路径异常时,作为备用接口组成备用传输路径,以组成所述数据传输路径,进而将所述报文指令传输至所述目标路由器。

9、进一步地,所述路由器还包括:第三类型接口,所述第三类型接口用于连接所述芯片组件中的存储芯片的存储单元,用于对所述存储单元进行存储和访问;至少部分所述第二类型接口还设置与所述第三类型接口附近,用于连接所述芯片组件中的存储芯片的存储单元,用于在所述第三类型接口异常时,对所述存储单元进行存储和访问。

10、进一步地,位于所述芯片组件边缘处的所述路由器还包括:边缘接口,所述边缘接口用于将边缘处的路由器首尾相连。

11、进一步地,所述芯片组件包括:逻辑芯片和存储芯片;所述逻辑芯片和所述存储芯片堆叠设置且三维异质集成连接。

12、进一步地,本申请还提供了一种堆叠芯片的数据传输方法,所述方法基于上述的堆叠芯片,所述方法包括:基于报文指令的地址确定候选路由器;确定当前路由器至所述候选路由器之间的传输路径中的异常传输路径;基于所述当前路由器至所述候选路由器之间的传输路径中的非异常传输路径将所述报文指令传送至目标路由器。

13、进一步地,所述确定当前路由器至所述候选路由器之间的传输路径中的异常传输路径,包括:通过环回检测接口接收逻辑模块提供的初始数据包;通过所述当前路由器与所述候选路由器之间的传输路径将所述初始数据包发送至所述候选路由器,并接收所述候选路由器反馈的数据包;响应于所述当前路由器未接收到所述初始数据包,或者接收到的数据包与所述初始数据包不一致,则确定所述当前路由器至所述候选路由器之间的传输路径为异常传输路径。

14、本说明书实施例提供的一种堆叠芯片及其数据传输方法,包括:至少两个芯片组件堆叠设置,且每一芯片组件上对应连接了阵列设置的多个路由器以及多个计算单元,将每一路由器与其在平行面和垂直面的相邻的其余路由器连接,完成两个芯片组件中位置对应的路由器互连,基于该片上路由网络的集成结构进行对应的数据传输,即基于报文指令的地址确定候选路由器,并剔除当前路由器至候选路由器的传输路径中的异常传输路径,将所述报文指令传输以非异常传输路径组成的数据传输路径传输至目标路由器的方式,实现了在芯片上设置片上路由网络,并将该片上路由网络中的各个路由器进行异质集成连接,从使得相关资源进行传输时能够按照连接的拓扑关系进行跳转,保证发送效率的同时提高网络可靠性的,缩小路由网络的传输距离,在网络尺寸增大时,保证传输效率,并且增加了一种容错算法,在3d片上网络接收指令和资源发送过程进行容错算法处理,能够在功能异常时提供透传功能,确保网络可靠和发送的准确性。

15、上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。



技术特征:

1.一种堆叠芯片,其特征在于,包括:至少两个芯片组件,至少两个所述芯片组件堆叠设置;

2.根据权利要求1所述的堆叠芯片,其特征在于,所述当前路由器向所述候选路由器发送初始数据包,并接收所述候选路由器反馈的数据包;响应于所述当前路由器未接收到所述初始数据包,或者接收到的数据包与所述初始数据包不一致,则确定所述当前路由器至所述候选路由器之间的传输路径为异常传输路径。

3.根据权利要求2所述的堆叠芯片,其特征在于,所述路由器包括:

4.根据权利要求2所述的堆叠芯片,其特征在于,所述路由器包括:

5.根据权利要求2所述的堆叠芯片,其特征在于,所述路由器包括:

6.根据权利要求2所述的堆叠芯片,其特征在于,所述路由器包括:

7.根据权利要求6所述的堆叠芯片,其特征在于,所述第二类型接口还用于在所述第一类型接口组成的传输路径异常时,作为备用接口组成备用传输路径,以组成所述数据传输路径,进而将所述报文指令传输至所述目标路由器。

8.根据权利要求6所述的堆叠芯片,其特征在于,所述路由器还包括:

9.根据权利要求1~8任一项所述的堆叠芯片,其特征在于,位于所述芯片组件边缘处的所述路由器还包括:

10.根据权利要求1~8任一项所述的堆叠芯片,其特征在于,所述芯片组件包括:

11.一种堆叠芯片的数据传输方法,其特征在于,所述方法基于上述权利要求1~10任一项所述的堆叠芯片,所述方法包括:

12.根据权利要求11所述的数据传输方法,其特征在于,所述确定当前路由器至所述候选路由器之间的传输路径中的异常传输路径,包括:


技术总结
本发明公开了一种堆叠芯片及其数据传输方法,涉及集成电路技术领域,包括:至少两个芯片组件堆叠设置,且每一芯片组件上对应连接了阵列设置的多个路由器以及多个计算单元,将每一路由器与其在平行面和垂直面的相邻的其余路由器连接,形成片上路由网络的集成结构,进行对应的数据传输,即基于报文指令的地址确定候选路由器,并剔除当前路由器至候选路由器的异常传输路径,将所述报文指令传输以非异常传输路径组成的数据传输路径传输至目标路由器,能够在路由片上网络接收指令和资源发送过程进行容错算法处理,对候选路径进行实时更换,实现路由路径的传输的灵活切换,达到了在功能异常时提供透传功能,确保网络可靠和发送的准确性的效果。

技术研发人员:周小锋
受保护的技术使用者:西安紫光国芯半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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