29、片上网络输出排队路由器的建模、实现与控制数据流图处理

片上网络输出排队路由器的建模、实现与控制数据流图处理

在当今的计算机网络和嵌入式系统领域，路由器的设计、建模以及控制数据流图的处理是至关重要的研究方向。下面将详细介绍输出排队路由器的相关内容以及控制数据流图的处理方法。

输出排队路由器架构

输出排队路由器是片上网络（NoC）中常用的一种路由器架构。其主要工作流程如下：
1. 数据包到达 ：数据包异步到达路由器的输入端口，同时带有数据包就绪信号指示器（PR）。数据包的到达速率取决于目标应用。
2. 数据包处理 ：交换结构控制器读取数据包的头部信息，然后根据控制器中的路由表生成配置命令，将数据包引导至相应的输出队列。
3. 队列服务 ：每个输出端口有n个队列作为先进先出（FIFO）缓冲区。采用轮询调度算法，按固定顺序依次服务积压的队列。
4. 数据包发送 ：数据包通过数据包发送（PS）信号指示器发送到下一跳。

在输出排队路由器中，由于目的地统计信息的原因，可能会发生数据包丢失的情况。例如，突发行为（即来自同一源的两个或多个数据包在相邻时钟周期内到达，目标为同一输出端口）可能导致数据包丢失。因此，根据源的突发分布选择合适的队列大小可以降低数据包丢失的概率。

M/D/1/B队列建模

为了对输出排队路由器的输出队列进行建模，我们推导了M/D/1/B模型。该模型适用于具有确定性服务速率的路由器，其主要参数和推导过程如下：
- 参数定义 ：
- 队列大小为