關(guān)于芯片套接字協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，且更具體來說，涉及用于系統(tǒng)芯片的芯片上網(wǎng)絡(luò)互連件。
【背景技術(shù)】
[0002]芯片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)是用于在套接字接口之間傳輸讀取及寫入事務(wù)的基于包的互連。NoC包括至少一個起始器網(wǎng)絡(luò)接口單元(NIU)及至少一個目標NIU。起始器NIU在起始器套接字接口處將事務(wù)請求轉(zhuǎn)換為請求包，且在所述起始器套接字接口處將響應(yīng)包轉(zhuǎn)換為事務(wù)響應(yīng)。目標NIU在目標套接字接口處將請求包轉(zhuǎn)換為事務(wù)請求且在目標套接字接口處將事務(wù)響應(yīng)轉(zhuǎn)換為響應(yīng)包。起始器及目標NIU通過開關(guān)拓撲而連接。所述包可含有被稱為序列ID的字段，其編碼以下各者中的一些或全部:起始器ID、目標ID、事務(wù)序列ID及事務(wù)標簽。
[0003]常規(guī)的目標NIU在接收事務(wù)響應(yīng)之后即刻執(zhí)行上下文陣列查詢，其需要搜索所有上下文陣列條目及邏輯以在與響應(yīng)包序列ID匹配的鏈中推斷最老的條目。此需要比簡單的索引多得多的邏輯硅區(qū)域。更重要的是，用于鏈狀列表查找的邏輯在邏輯層級上更深并且因此具有更長、更慢的時序路徑。因此，所需的是具有更快的時序及較少的邏輯的用于連接兩個NoC的系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的各種方面及教示，提供使用事務(wù)接口協(xié)議連接兩個NoC的具有較少的邏輯及更快的時序路徑的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的各種方面，揭示一種事務(wù)接口協(xié)議，其中所述接口協(xié)議在請求及響應(yīng)信道中的每一者中具有事務(wù)ID信號。所述協(xié)議在通過事務(wù)接口直接連接的目標NIU主控器與起始器NIU受控器之間使用。目標NIU響應(yīng)信道使用事務(wù)ID信號以識別上下文陣列中的與對應(yīng)請求相關(guān)聯(lián)的條目。目標NIU及起始器NIU的耦合使得能夠形成包括多個NoC的芯片上互連件，其中所述互連件的拓撲更簡單、更小、更快且具有更低的等待時間。
【附圖說明】
[0005]圖1說明整個芯片互連件。
[0006]圖2說明事務(wù)接口協(xié)議。
[0007]圖3說明起始器NIU。
[0008]圖4說明存儲回聲字段的目標NIU。
[0009]圖5說明根據(jù)本發(fā)明的教示使用事務(wù)ID信號的事務(wù)接口協(xié)議。
[0010]圖6說明根據(jù)本發(fā)明的教示的存儲事務(wù)ID的起始器NIU。
[0011]圖7說明根據(jù)本發(fā)明的教示的不具有上下文分配單元、拆分單元、上下文陣列或重新關(guān)聯(lián)單元的起始器NIU。
[0012]圖8展示根據(jù)本發(fā)明的教示的目標NIU。
[0013]圖9展示根據(jù)本發(fā)明的教示的NoC。
[0014]圖10展示目標NIU的一個實施例的操作的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1展示包括第一 NoC 120及第二 NoC 140的整個芯片互連件。NoC 120包括通過套接字接口 112耦合到起始器110的起始器NIU 122。第一 NoC 120耦合到起始器110。NoC 120還包括通過套接字接口 132耦合到目標130的目標NIU 124。NoC 120中的目標NIU 126通過套接字接口 160耦合到NoC 140中的起始器NIU 142。NoC 140包括耦合到目標150的第一目標NIU 144及耦合到目標152的目標NIU 146。
[0016]NoC使用分層通信。套接字呈現(xiàn)事務(wù)層協(xié)議，例如高級微控制器總線架構(gòu)(AMBA)高級可擴展接口(AXI)及開放核心協(xié)議(OCP)。圖2中說明一個事務(wù)層協(xié)議。其具有使用用于操作碼、地址、寫入數(shù)據(jù)、突發(fā)長度及序列id的信號的請求信道200。所述協(xié)議還具有使用用于數(shù)據(jù)及序列id的信號的響應(yīng)信道210。輸送層協(xié)議將事務(wù)信息囊封在一或多個包中，通過開關(guān)拓撲傳遞所述一或多個包。包攜載數(shù)據(jù)以及標頭，所述標頭可具有例如地址位、路線id、操作碼及序列id等字段。物理層實施流量控制及傳遞包標頭及數(shù)據(jù)的電線的簡單連接。物理層協(xié)議可具有例如就緒、有效及數(shù)據(jù)等信號。
[0017]NIU可執(zhí)行以下功能:
[0018]地址解碼；
[0019]上下文分配；
[0020]事務(wù)拆分；及
[0021]上下文重新關(guān)聯(lián)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，圖3中展示起始器NIU 300的一個實施例。在起始器NIU300內(nèi)，通過套接字接口請求信道302接受請求。由起始器NIU 300通過套接字接口響應(yīng)信道304呈現(xiàn)響應(yīng)。在請求輸送接口 306上發(fā)送請求包，且在響應(yīng)輸送接口 308上接收響應(yīng)包。在解碼單元310中解碼事務(wù)地址以產(chǎn)生包標頭中的路線id字段。包與上下文分配單元312中的上下文相關(guān)聯(lián)。必要時，在包拆分單元314將事務(wù)拆分為多個包。在請求輸送接口 306上發(fā)送所述包。
[0023]起始器NIU 300包含拆分單元314。對于事務(wù)請求，拆分單元314致使創(chuàng)建若干包以輸送事務(wù)。起始器NIU 300可將事務(wù)拆分為多個包以便確保所要的字節(jié)對準、突發(fā)對準、目標地址范圍邊界、地址交錯，或協(xié)議邊界要求，例如突發(fā)不跨越4KB對準的地址邊界的AXI要求。
[0024]上下文陣列320包括被分配給待決事務(wù)的條目。如果上下文陣列320是滿的，那么起始器NIU 300在套接字接口請求信道302上斷言反壓。解除斷言物理層就緒信號。上下文陣列320存儲每一待決事務(wù)的序列id及操作碼以及其它信息。上下文陣列320具有四個條目并且因此支持至多四個待決事務(wù)。當在響應(yīng)輸送接口 308上接收響應(yīng)包時，上下文重新關(guān)聯(lián)單元330使所述包與待決事務(wù)的上下文重新關(guān)聯(lián)。重新關(guān)聯(lián)單元330進行的重新關(guān)聯(lián)確保起始器套接字接口的響應(yīng)信道304上的響應(yīng)與對應(yīng)請求的序列ID匹配。
[0025]在圖4中，展示可與起始器NIU 300對應(yīng)的目標NIU 400。在請求輸送接口 402上接受請求包且在響應(yīng)輸送接口 404上發(fā)送響應(yīng)包。通過套接字接口請求信道406呈現(xiàn)事務(wù)請求且由NIU通過套接字接口響應(yīng)信道408接受事務(wù)響應(yīng)。目標NIU 400包含上下文分配單元412、上下文陣列420及上下文重新關(guān)聯(lián)單元430。
[0026]在此實施例中，使包重新關(guān)聯(lián)到它們的待決事務(wù)的上下文是簡單的。包標頭包含回聲字段，其由起始器NIU 300中的分配單元312產(chǎn)生且從未更改的目標NIU 400發(fā)出回聲?；芈曌侄未鎯Φ缴舷挛年嚵?20中的索引。將上下文陣列存取為查表?；芈曌侄蜤存儲在目標NIU上下文陣列420中，而來自目標NIU 400的每一事務(wù)是待決的。作為輸送層協(xié)議的部分的回聲字段包含在用于事務(wù)的響應(yīng)包的標頭中。
[0027]目標NIU 400重新關(guān)聯(lián)單元430不享有回聲字段的索引?，F(xiàn)有技術(shù)水平業(yè)界標準事務(wù)層協(xié)議(例如目標NIU 400在目標套接字接口處使用的協(xié)議)不包含回聲信息。在套接字接口響應(yīng)信道408上的響應(yīng)必須與從請求包存儲的標頭信息重新關(guān)聯(lián)、存儲在上下文陣列420中以便形成響應(yīng)包。
[0028]目標NIU重新關(guān)聯(lián)單元430必須基于具有響應(yīng)包的序列ID的最老的事務(wù)而執(zhí)行對適當?shù)纳舷挛年嚵械牟檎?。上下文陣?20被組織為具有用于每一序列ID的鏈的鏈狀待決事務(wù)列表。
[0029]圖5中展示本發(fā)明的一方面。使用額外的信號請求TrID在請求信道500中且使用響應(yīng)TrID在響應(yīng)信道510中增強包含用于操作碼、地址、寫入數(shù)據(jù)、突發(fā)長度及序列id的信號的常規(guī)事務(wù)接口。TrID信號傳達事務(wù)ID。此增強型信號接口由增強型NoC套接字協(xié)議使用。在本發(fā)明的一個實施例中，在呈現(xiàn)事務(wù)請求時套接字接口的主控器斷言TrID上的值，且在呈現(xiàn)事務(wù)響應(yīng)時接口的受控器給予響應(yīng)TrID信號上的確切相同的值。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，接口的受控器給予從對應(yīng)值請求TrID值變換的響應(yīng)TrID信號上的值。變換可為位的次序或意義的改變。關(guān)鍵是對唯一主控器上下文陣列條目的可關(guān)聯(lián)性。
[0030]在一個實施例中，多個待決事務(wù)中的每一者具有唯一 TrID值。在另一實施例中，針對必須依序執(zhí)行的事務(wù)再使用TrID值而不管下游緩沖。在另一實施例中，針對呈非順序次序的連續(xù)事務(wù)給予TrID值。
[0031]在本發(fā)明的一個實施例中，從上游NoC內(nèi)的包標頭中的字段映射斷言的TrID值。在一個實施例中，將TrID值映射到下游NoC內(nèi)的包標頭中的字段。
[0032]最佳的協(xié)議配置在NoC之間且在芯片之間變化。在本發(fā)明的一個實施例中，NoC套接字協(xié)議可在芯片設(shè)計時間處配置。配置選項尤其包含請求及響應(yīng)TrID信號的寬度。通過配置工具產(chǎn)生寄存器傳遞層次(RTL)語言邏輯。由芯片設(shè)計者使用所述工具以產(chǎn)生定制的配置且產(chǎn)生RTL語言代碼以用于芯片合成。
[0033]圖6中展示本發(fā)明的一方面。在起始器NIU 600內(nèi)，通過套接字接口請求信道602接受請求。由NIU 600通過套接字接口響應(yīng)信道604呈現(xiàn)響應(yīng)。在請求輸送接口 606上發(fā)送請求包且在響應(yīng)輸送接口 608上接收響應(yīng)包。在解碼