一种针对CHI总线的通用协议转换桥及SoC制造技术

本发明专利技术公开了一种针对CHI总线的通用协议转换桥及SoC，通用协议转换桥包括事务层处理模块、状态机、报文缓存模块以及两个链路层处理模块，链路层处理模块用于处理CHI总线和类CHI总线信用控制和事务ID转换，事务层处理模块用于处理CHI总线报文各域段与类CHI总线各域段之间的转换，状态机用于控制CHI总线与类CHI总线间的数据传输，报文缓存模块用于缓存未完成的CHI总线报文和类CHI总线报文，为协议层转换模块提供数据支持。本发明专利技术能够实现标准CHI总线与类CHI总线协议间的协议转换，能够满足SoC设计中集成带有标准CHI接口IP的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种针对CHI总线的通用协议转换桥及SoC
本专利技术属于集成电路设计领域中的数字接口协议转换领域，具体涉及一种针对CHI总线的通用协议转换桥及SoC。
技术介绍
随着半导体工艺的不断发展和市场需求的不断提高，SoC（SystemonChip，片上系统）的复杂度也不断提高。基于IP（IntellectualProperty，知识产权）复用技术成为开发复杂SoC的重要技术，这种技术是将多个具有完整独立功能的模块IP模块集成到同一个SoC上，使之成为一个独立的系统并实现特定功能，而实现这种设计的关键是SoC的片上总线系统，一个高效灵活的片上总线系统对整个SoC系统的性能是至关重要的。CHI总线是目前广泛采用的一种总线系统，CHI协议包含事务层和链路层，事务由多个报文组成，报文分布在请求通道、响应通道、数据通道和监听通道，各通道互不干扰并通过信用机制实现流量控制，新事务的发送不受之前未完成事务的影响，具有高带宽、多并发的优点。为满足不同的功能、性能或功耗需求，IC设计师需要实现拥有上述CHI总线协议特点的定制化总线协议，以满足特定SoC的设计要求，本专利技术中将这类拥有CHI总线协议特点的定制化总线协议称为类CHI片上总线协议，基于该协议开发的片上总线系统称为类CHI的片上总线系统。当这种带有类CHI片上总线系统的SoC需要集成带有标准CHI接口的IP时，需要一种协议转换桥实现类CHI协议接口与标准CHI协议接口间通信时的协议转换。许多IC公司针对自己的SoC开发了各自的类CHI协议，广泛地存在着协议转换桥的开发需求，但是目前没有一种通用的转换桥来实现类CHI总线协议与标准CHI总线协议间的转换。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种针对CHI总线的通用协议转换桥及SoC，本专利技术能够实现标准CHI总线与类CHI总线协议间的协议转换，能够满足SoC设计中集成带有标准CHI接口IP的需求。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种针对CHI总线的通用协议转换桥，包括事务层处理模块、状态机、报文缓存模块以及两个链路层处理模块，所述链路层处理模块用于处理CHI总线和类CHI总线信用控制和事务ID转换，所述事务层处理模块用于处理CHI总线报文各域段与类CHI总线各域段之间的转换，所述状态机用于控制CHI总线与类CHI总线间的数据传输，所述报文缓存模块用于缓存未完成的CHI总线报文和类CHI总线报文，为协议层转换模块提供数据支持，所述事务层处理模块、状态机、报文缓存模块依次相连，且所述事务层处理模块、状态机、报文缓存模块分别与两个链路层处理模块相连，所述两个链路层处理模块中一个链路层处理模块用于与CHI总线接口相连、另一个链路层处理模块用于与被转换的定制总线接口相连。可选地，所述链路层处理模块包括：链路状态处理模块，用于完成CHI总线的链路管理，保证CHI总线处在合理的工作状态，CHI总线的链路管理通过一组握手信号完成，所述通用协议转换桥接收到CHI总线主机的链路激活请求后，拉高链路激活应答信号，链路进入正常工作状态；CHI总线主机拉低链路请求信号后，所述通用协议转换桥拉低链路激活应答信号，链路进入IDLE状态；报文通道转换模块，用于确保所述通用协议转换桥从一端的各通道接收的报文被正确从另一端的相应通道发送出去，CHI总线请求通道中的报文必定进入定制总线的请求通道，CHI总线监听通道中的报文必定进入定制总线的监听通道；报文通道转换模块集中在CHI总线的响应通道、数据通道与定制总线的响应通道、应答通道之间；报文通道转换模块进行报文通道转换的原则为：CHI总线数据通道发往定制总线从机的报文，全部由定制总线的响应通道发出；定制总线响应通道和应答通道发往CHI总线从机的带数据的报文通过CHI总线的数据通道发出；定制总线响应通道和应答通道发往CHI总线从机的不带数据的报文通过CHI总线的应答通道发出；信用控制模块，分为CHI总线端信用控制模块和定制总线端信用控制模块，所述通用协议转换桥接收通道的信用值由对应通道的报文缓存FIFO深度决定，发送通道的信用值由通道对应接收方的实现决定，CHI总线的信用控制采用显式预授方式，信用值通过信用控制信号上的脉冲从报文接收方发给报文发送方，报文发送方拿到信用后发送报文给接收方；定制总线的信用控制采用隐式约定方式，报文发送方默认报文接收方拥有默认个数的信用，在初始化完成后可连续发出默认个数的报文，报文接收方每接收一个报文向报文发送方返回一个信用；事务ID处理模块，包括事务ID监控模块、事务ID分配模块和事务ID还原模块，事务ID监控模块用于监控所有通过协议转换桥的事务，收集事务ID使用状态，每种事务的流程各不相同，所包含的报文也不同，同一种事务在不同配置下流程也会不同，协议桥需要根据事务类型及配置做相关处理，保证事务ID的监控完整正确；事务ID分配模块用于根据事务ID使用状态为新到达转换桥的事务分配ID，新分配的事务ID必须处于IDLE状态，CHI总线和定制总线协议的事务有两类：请求节点发出的请求事务、Home节点发出的监听事务，事务ID的分配也按照请求事务和监听事务分别处理；事务ID还原模块用于将重新分配了ID的事务的响应报文还原为原始请求报文的事务ID，返回给事务请求方，事务ID还原模块保证所述通用协议转换桥两端的事务ID完全独立，解决CHI总线和定制总线对事务ID不同的要求。可选地，所述事务层处理模块包括报文类型转换模块和报文缺失域段填充模块，CHI总线协议与定制总线协议支持的报文类型不完成一致，同一报文类型的编码也不相同，报文类型转换模块用于将从CHI总线主机发往定制总线从机报文中CHI总线的报文类型转换为定制总线支持的报文类型，将从定制总线主机发往CHI总线从机报文中定制总线的报文类型转换为CHI总线支持的报文类型；报文缺失域段填充模块，用于在CHI总线主机报文转换为定制总线从机报文时，填充定制总线报文需要但CHI总线报文缺少的报文信息，填充的报文信息由在桥上新增的输入接口提供；合并或过滤CHI总线报文中存在但定制总线报文中不需要的报文信息。可选地，所述状态机的状态包括IDLE状态、WAIT_FLIT_HEAD状态、FLIT_HEAD状态、FLIT_0状态、FLIT_1状态、FLIT_2状态、FLIT_3状态、WAIT_CREDIT状态，其中：IDLE状态表示CHI总线主机发往定制总线从机的数据通路处于空闲状态，没有数据传输；当所述通用协议转换桥从CHI总线主机接收到完整的数据通道报文，一个完整的数据通道报文可以在1个始终拍、2个时钟拍或4个时钟拍内完成，状态机由IDLE状态进入WATI_FLIT_HEAD状态；WAIT_FLIT_HEAD状态表示CHI总线的数据通路报文没有专门的头报文，定制总线的带数据报文均由一个头报文和若干数据报文组成，WAIT_FLIT_HEAD状态下由状态机控制从报文缓存模块读取数据，生成定制总线带数据报文的头报文；FLIT_HEAD状态表示将生成好的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对CHI总线的通用协议转换桥，其特征在于：包括事务层处理模块（2）、状态机（3）、报文缓存模块（4）以及两个链路层处理模块（1），所述链路层处理模块（1）用于处理CHI总线和类CHI总线信用控制和事务ID转换，所述事务层处理模块（2）用于处理CHI总线报文各域段与类CHI总线各域段之间的转换，所述状态机（3）用于控制CHI总线与类CHI总线间的数据传输，所述报文缓存模块（4）用于缓存未完成的CHI总线报文和类CHI总线报文，为协议层转换模块提供数据支持，所述事务层处理模块（2）、状态机（3）、报文缓存模块（4）依次相连，且所述事务层处理模块（2）、状态机（3）、报文缓存模块（4）分别与两个链路层处理模块（1）相连，所述两个链路层处理模块（1）中一个链路层处理模块（1）用于与CHI总线接口相连、另一个链路层处理模块（1）用于与被转换的定制总线接口相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对CHI总线的通用协议转换桥，其特征在于：包括事务层处理模块（2）、状态机（3）、报文缓存模块（4）以及两个链路层处理模块（1），所述链路层处理模块（1）用于处理CHI总线和类CHI总线信用控制和事务ID转换，所述事务层处理模块（2）用于处理CHI总线报文各域段与类CHI总线各域段之间的转换，所述状态机（3）用于控制CHI总线与类CHI总线间的数据传输，所述报文缓存模块（4）用于缓存未完成的CHI总线报文和类CHI总线报文，为协议层转换模块提供数据支持，所述事务层处理模块（2）、状态机（3）、报文缓存模块（4）依次相连，且所述事务层处理模块（2）、状态机（3）、报文缓存模块（4）分别与两个链路层处理模块（1）相连，所述两个链路层处理模块（1）中一个链路层处理模块（1）用于与CHI总线接口相连、另一个链路层处理模块（1）用于与被转换的定制总线接口相连。


2.根据权利要求1所述的针对CHI总线的通用协议转换桥，其特征在于：所述链路层处理模块（1）包括：
链路状态处理模块，用于完成CHI总线的链路管理，保证CHI总线处在合理的工作状态，CHI总线的链路管理通过一组握手信号完成，所述通用协议转换桥接收到CHI总线主机的链路激活请求后，拉高链路激活应答信号，链路进入正常工作状态；CHI总线主机拉低链路请求信号后，所述通用协议转换桥拉低链路激活应答信号，链路进入IDLE状态；
报文通道转换模块，用于确保所述通用协议转换桥从一端的各通道接收的报文被正确从另一端的相应通道发送出去，CHI总线请求通道中的报文必定进入定制总线的请求通道，CHI总线监听通道中的报文必定进入定制总线的监听通道；报文通道转换模块集中在CHI总线的响应通道、数据通道与定制总线的响应通道、应答通道之间；报文通道转换模块进行报文通道转换的原则为：CHI总线数据通道发往定制总线从机的报文，全部由定制总线的响应通道发出；定制总线响应通道和应答通道发往CHI总线从机的带数据的报文通过CHI总线的数据通道发出；定制总线响应通道和应答通道发往CHI总线从机的不带数据的报文通过CHI总线的应答通道发出；
信用控制模块，分为CHI总线端信用控制模块和定制总线端信用控制模块，所述通用协议转换桥接收通道的信用值由对应通道的报文缓存FIFO深度决定，发送通道的信用值由通道对应接收方的实现决定，CHI总线的信用控制采用显式预授方式，信用值通过信用控制信号上的脉冲从报文接收方发给报文发送方，报文发送方拿到信用后发送报文给接收方；定制总线的信用控制采用隐式约定方式，报文发送方默认报文接收方拥有默认个数的信用，在初始化完成后可连续发出默认个数的报文，报文接收方每接收一个报文向报文发送方返回一个信用；
事务ID处理模块，包括事务ID监控模块、事务ID分配模块和事务ID还原模块，事务ID监控模块用于监控所有通过协议转换桥的事务，收集事务ID使用状态，每种事务的流程各不相同，所包含的报文也不同，同一种事务在不同配置下流程也会不同，协议桥需要根据事务类型及配置做相关处理，保证事务ID的监控完整正确；事务ID分配模块用于根据事务ID使用状态为新到达转换桥的事务分配ID，新分配的事务ID必须处于IDLE状态，CHI总线和定制总线协议的事务有两类：请求节点发出的请求事务、Home节点发出的监听事务，事务ID的分配也按照请求事务和监听事务分别处理；事务ID还原模块用于将重新分配了ID的事务的响应报文还原为原始请求报文的事务ID，返回给事务请求方，事务ID还原模块保证所述通用协议转换桥两端的事务ID完全独立，解决CHI总线和定制总线对事务ID不同的要求。


3.根据权利要求2所述的针对CHI总线的通用协议转换桥，其特征在于：所述事务层处理模块（2）包括报文类型转换模块和报文缺失域段填充模块，CHI总线协议与定制总线协议支持的报文类型不完成一致，同一报文类型的编码也不相同，报文类型转换模块用于将从CHI总线主机发往定制总线从机报文中CHI总线的报文类型转换为定制总线支持的报文...

【专利技术属性】
技术研发人员：铁俊波，潘国腾，欧国东，罗莉，周海亮，荀长庆，周理，张剑锋，石伟，龚锐，王蕾，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43