曹驥
摘要:目前的芯片技術(shù)發(fā)展中,已經(jīng)開始構(gòu)造新型的網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu),而其中基于SoC技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)互連單元技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程中,可以強(qiáng)化現(xiàn)有芯片系統(tǒng)的能力,所以具有良好的開發(fā)前景。基于對網(wǎng)絡(luò)互連單元應(yīng)用原理的分析,本文探討了該項(xiàng)技術(shù)的具體應(yīng)用方案,從而讓基于SoC的網(wǎng)絡(luò)互連單元能夠在后續(xù)的技術(shù)使用過程中更好發(fā)揮應(yīng)有作用。
關(guān)鍵詞:SoC;網(wǎng)絡(luò)直連單元;控制參數(shù)
中圖分類號:TN47文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-9129(2020)13-0090-01
引言:基于SoC的網(wǎng)絡(luò)互連單元運(yùn)行中,必須要能夠通過對整個(gè)互連單元的合理配置,同時(shí)通過對相關(guān)參數(shù)的配置,讓整個(gè)系統(tǒng)能夠在運(yùn)行過程中處于高效運(yùn)行狀態(tài),要求在構(gòu)造工作中,需要建立互連架構(gòu)系統(tǒng),并且通過對整個(gè)系統(tǒng)工作原理的分析,方可讓該系統(tǒng)的配置方案符合標(biāo)準(zhǔn)。
1基于SoC的網(wǎng)絡(luò)互連單元的原理
1.1互連架構(gòu)信息。芯片上的網(wǎng)絡(luò)互連單元架構(gòu)過程中,要能夠配置SoC中的CPU內(nèi)核、Cache系統(tǒng)和存儲系統(tǒng),之后通過高速接口,實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊間的告速連接工作模式。采取的方法包括總線連、交叉開關(guān)和片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接三種模式,這三個(gè)方法互有優(yōu)缺點(diǎn)[1]。對于片上總線技術(shù),整體上較為成熟,并且更容易實(shí)現(xiàn),但是可擴(kuò)展性以及帶寬參數(shù)存在限制;對于交叉開關(guān)系統(tǒng),在帶寬方面具有優(yōu)勢,但是可擴(kuò)展性和實(shí)現(xiàn)代價(jià)參數(shù)相對較差;對于片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù),雖然可以消除當(dāng)前在帶寬和可擴(kuò)展性方面的劣勢,但是技術(shù)體系上并不成熟。
1.2系統(tǒng)工作原理。在網(wǎng)絡(luò)互連系統(tǒng)中,其技術(shù)原理是由函數(shù)構(gòu)建,按照函數(shù)的模式實(shí)現(xiàn)對相關(guān)信息的傳遞,可以借助該函數(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息隔離,從而優(yōu)化關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)路徑。在每一個(gè)域內(nèi)同時(shí)存在多個(gè)開關(guān),可以從任何接口之間啟動路由路徑,而所加入的函數(shù)配置涵蓋路由開關(guān)以及接口,內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以使用IP工具創(chuàng)建復(fù)雜度較高的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),整個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部由多個(gè)模塊構(gòu)成,每個(gè)模塊帶有傳輸功能,其中包括時(shí)域交叉?zhèn)鬏敽瘮?shù)和數(shù)據(jù)的交叉?zhèn)鬏敽瘮?shù)。
1.3系統(tǒng)配置方法。在系統(tǒng)的配置過程,會將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)互連單元設(shè)置成七個(gè)主設(shè)備和一個(gè)從設(shè)備,之后在各個(gè)設(shè)備之間形成路由路徑,對于系統(tǒng)中的接口結(jié)構(gòu),需要在其中設(shè)置7個(gè)主接口與1個(gè)從接口,各個(gè)接口的位寬設(shè)置為40位,主接口的數(shù)據(jù)位寬為64位,支持AHB協(xié)議,從接口的位寬為128位,且支持AX1協(xié)議,之后使用時(shí)鐘對應(yīng)接口的時(shí)鐘,在高級選項(xiàng)內(nèi)根據(jù)實(shí)際需求配置參數(shù)。在地址體系中,采用master_0設(shè)置地址范圍和全局性的地址體系,之后將其映射到各個(gè)選項(xiàng)中。在實(shí)現(xiàn)體系中,要能夠建立主設(shè)備和從設(shè)備之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),將選擇的master接口劃分到switch中,實(shí)現(xiàn)主從接口之間的延遲最小化。
2基于SoC的網(wǎng)絡(luò)互連單元的使用方法
2.1連接單元劃分。在連接單元的劃分中,可以劃分成三個(gè)網(wǎng)絡(luò)互連單元結(jié)構(gòu)(NIC),處理器經(jīng)過AX1協(xié)議總線訪問3個(gè)連接單元,并協(xié)調(diào)單元之中含有的各類信息。在配置生成了連接單元之后,選擇掛接設(shè)備的運(yùn)行速率。在NIC_0上,可掛接128個(gè)高速IO外設(shè),比如借助AX1協(xié)議,最高5GHz的PCIE,在NIC_1上可掛接一般性的IO外設(shè),如USB、GMAC等,在NIC_2上,可掛在低速外設(shè),比如WDOC、CPIO等。
2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置。在完成了基礎(chǔ)性的配置工作之后,可以在芯片上做出相應(yīng)操作,首先是對于不同協(xié)議之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化,比如AX1協(xié)議和AHB協(xié)議轉(zhuǎn)換,另外對于不同版本間的協(xié)議轉(zhuǎn)換工作也可以落實(shí),比如AXI4和AXI3的轉(zhuǎn)換,這兩種轉(zhuǎn)換模式必須根據(jù)如下要求:其一是使用唯一獨(dú)占通道,其二是AXI4的Bursts要被分割成多個(gè)AXI3的Bursts,每個(gè)長度最高為16節(jié)。
2.3控制參數(shù)配置??刂茀?shù)的配置過程,要能夠形成多級時(shí)鐘的門控制電路,該系統(tǒng)可以使系統(tǒng)被轉(zhuǎn)換到另一個(gè)工地狀態(tài),從而讓外部的時(shí)鐘控制器可以單獨(dú)請求時(shí)鐘域內(nèi)的相互連接模式,最終控制時(shí)鐘的門控制系統(tǒng)在該時(shí)鐘域中,存在未完成的相關(guān)事務(wù)時(shí),要能夠?qū)崿F(xiàn)互連之后阻止新的事務(wù)繼續(xù)連接,之后該區(qū)域中生成的報(bào)告可以說明該進(jìn)程已經(jīng)完成,則時(shí)鐘控制器移除這一時(shí)鐘[2]。
對于擴(kuò)大和縮小數(shù)據(jù)的位寬功能,該擴(kuò)展功能需要應(yīng)用于對讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)的處理,將其構(gòu)造成不同長度的Burst,數(shù)據(jù)打包和處理的規(guī)則是,確定傳輸?shù)臄?shù)據(jù)正確無誤時(shí)對其縮小處理。對于擴(kuò)展和縮小的數(shù)據(jù)比例,要配置于1:2,1:4或者1:8狀態(tài),同時(shí)配置FIFO與時(shí)鐘結(jié)構(gòu),可以使用GPV按照時(shí)鐘頻率進(jìn)行,并配置FIFO功能以改變同步比率。
2.4其他配置結(jié)果。對于其他的配置工作,包括仲裁、循環(huán)避免處理、鎖定支持以及地址映射,所有的處理項(xiàng)目都需要根據(jù)相關(guān)工作要求建設(shè)。比如對于循環(huán)避免處理,由于AXI協(xié)議多個(gè)傳輸,因此當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的路由有多個(gè)并發(fā)操作傳輸?shù)皆O(shè)備過程,為防止出現(xiàn)死鎖效應(yīng),網(wǎng)絡(luò)連接單元需要制定相關(guān)規(guī)則,要求每個(gè)ASIB存在不同的CDAS配置,并且相同機(jī)制的CDAS配置應(yīng)用于寫傳輸和讀傳輸過程,這兩個(gè)操作模式需要分開建立。
結(jié)論:綜上所述,基于SoC技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)互連單元建設(shè)過程中,需要了解互連架構(gòu)的基本信息,之后正確配置啟動單元數(shù)量和互連單元的相關(guān)端口,借助在其中配置的函數(shù)完成任務(wù)。在該結(jié)構(gòu)的建立階段,需要實(shí)現(xiàn)對所有參數(shù)的協(xié)調(diào)和處理,只有在所有的配置結(jié)果準(zhǔn)確無誤時(shí)才可使用。
參考文獻(xiàn):
[1]陳常浩. 面向物聯(lián)網(wǎng)SoC應(yīng)用I3C接口的信號完整性分析[D].西安電子科技大學(xué),2019.
[2]Net Speed發(fā)布以人工智能為基礎(chǔ)的SoC芯片內(nèi)部互連解決方案Orion AI[J].中國集成電路,2018,27(08):15.