一种用于总线的互联装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于总线的互联装置，包括：解码单元，解码单元配置为根据主设备发送的读指令确定读指令对应的从设备；读指令ID状态记录单元，读指令ID状态记录单元包括存储器，读指令ID状态记录单元配置为响应于解码单元确定对应的从设备，基于存储器的第二端口查询互联装置中是否存在与当前读指令的ID相同的读指令；读指令ID状态记录单元还配置为基于查询结果将当前读指令路由到对应从设备的从设备缓存单元或同ID排序缓存单元，并基于存储器的第一端口向存储器写入对应的值，其中，值与查询结果相对应。通过本发明专利技术的方案，在保证总线上数据高速传输的情况下，提高了总线传输读指令及其返回数据的准确性。读指令及其返回数据的准确性。读指令及其返回数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于总线的互联装置


[0001]本专利技术涉及芯片
，尤其涉及一种用于总线的互联装置。

技术介绍

[0002]随着集成电路的不断发展，对SOC（System on Chip，片上系统）芯片的处理速度性能的要求越来越高。系统总线作为连接各个模块的中枢桥梁，对SOC系统的性能起到重要影响，特别是在多个主设备和多个从设备的系统中。AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture 高级微控制器总线架构）总线是ARM公司与其他芯片公司包括高通、东芝和爱立信共同研发的，以满足SOC系统对于多用户高性能低功耗的需求，被广泛应用于SOC系统。根据总线开发时间及使用环境，AMBA总线又可分为APB（Advanced Peripheral Bus，高级外围总线）、AHB（Advanced High
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performance Bus，高级高性能总线）和AXI（Advanced eXtensible Interface，先进可扩展接口）总线，其支持的功能越来越复杂，速度越来越快，同时开发的难度也越来越大。
[0003]本专利技术适用于AXI总线以及拥有类似AXI总线的超前传输（outstanding transaction）和乱序属性的总线。
[0004]以AXI总线为例，如图1所示，为AXI总线的架构示意图。
[0005]AXI总线由Master(主设备)、Slave(从设备)和Interconnect（中间互联部分，简称ICN）等基本器件搭建而成，为多主多从的结构。
[0006]AXI协议定义了5个独立的通道，每个通道通过VALID（数据有效）和READY（接收有效）信号完成握手机制。5个通道分别为：读地址通道（AR）、读数据通道（RD）、写地址通道(AW)、写数据通道(WD)和写响应通道(WR)。
[0007]超前传输（outstanding transaction）特性是 AXI 总线能够实现高性能传输的原因之一，主机在当前传输事务完成前，就可以开始下一个传输事务。因此系统中可能存在多个进行中的传输事务。假设多个事务能够被从设备并行处理，可提高系统的性能。在未进行超前传输的场景下，主设备发出传输事务后，等待从设备返回数据后，再开始下一次传输。超前传输在同一应用场景中能够减少数据的传输时间。
[0008]乱序传输，指的是主设备连续发起了两次传输，对于从设备的应答顺序和主设备的发起顺序可以是不同的。例如，主设备先后发送两个读事务分别至从设备0和从设备1，由于两个从设备的结构、应答机制等存在不同，两者的响应时间不同，可能存在先从设备1首先返回读数据，之后由从设备0返回数据。
[0009]对于很多从设备，是具有响应重排序功能的，典型的例子DDR（Double Data Rate SDRAM，双倍速率同步动态随机存储器），DDR先收到trans A的请求，再收到trans B的请求，但回复可能先回trans B，再回trans A。
[0010]AXI协议中规定，主设备连发的两个传输事物具有同样的ID，比如trans A访问RAM（random access memory，随机存储器），trans B访问DDR，同样的ID，则接收回复时主设备只能先接收trans A对应的返回数据，再接收transB对应的返回数据。
[0011]如图2所示，为一实际应用场景的AXI总线的架构示意图，AXI总线包含2个主设备，2个从设备，主设备和从设备通过ICN实现数据传输。具体的应用场景如下：情景1：按照时间先后顺序，首先由Master_0（主设备0）发送trans_0（读指令0），读取从Slave_0（从设备0）的部分数据，读指令ID为1；之后由 Master_0发送 trans_1（读指令1），读取从 Slave_1（从设备1）的部分数据，读指令ID也为1。
[0012]由于超前传输和乱序操作机制，此时从设备1可能先返回数据，由于两次操作的ID相同，因此对主设备，首先返回的数据即认为是首先发出的指令返回的数据，此时便出现数据错误，由此可能导致系统错误。
[0013]情景2：按照如下的时间顺序：Master_0 （主设备0）发trans（读指令）请求给Slave_0（从设备0）；Master_0（主设备0）发trans （读指令）请求给Slave_1（从设备1）；Master_1 （主设备1）发trans （读指令）请求给Slave_1（从设备1）；Master_1 （主设备1）发trans （读指令）请求给Slave_0（从设备0）。
[0014]Slave_0和Slave_1接收读请求通道正常。假设Slave_0是DDR，DDR自己调换了回复顺序，即它先收到 Master_0的请求，但是回复数据却准备先回复 Master_1的。如果这样，Slave_0尝试把数据回复给 Master_1，但是 Master_1先发的 Slave_1请求，且AXI协议条件规定了同ID， Master_1必须先接受 Slave_1的回复，那么Master_1能否拿到 Slave_1的回复呢， Slave_1就会尝试先回复 Master_0，而协议条件规定了同ID，Master_0必须先接收 Slave_0的回复。这样，就形成了一个死循环，主从设备互相需求对方先发，就形成了死锁deadlock。

技术实现思路

[0015]有鉴于此，本专利技术提出了一种用于总线的互联装置，解决了总线在传输的读事务具有相同的ID时导致的死锁问题，使读ID配置时没有任何的限制条件，同时保证了总线始终处于准确高效的运行状态，进而增强了整个SOC系统的可靠性、适用性和运行性能。
[0016]基于上述目的，本专利技术实施例的一方面提供了一种用于总线的互联装置，具体包括：解码单元，所述解码单元配置为根据主设备发送的读指令确定所述读指令对应的从设备；读指令ID状态记录单元，所述读指令ID状态记录单元包括存储器，所述读指令ID状态记录单元配置为响应于所述解码单元确定所述对应的从设备，基于存储器的第二端口查询互联装置中是否存在与当前读指令的ID相同的读指令；所述读指令ID状态记录单元还配置为基于查询结果将所述当前读指令路由到对应从设备的从设备缓存单元或同ID排序缓存单元，并基于存储器的第一端口向所述存储器写入对应的值，其中，所述值与所述查询结果相对应。
[0017]在一些实施方式中，所述读指令ID状态记录单元进一步配置为若是所述存储器的第二端口查询到所述互联装置中不存在与所述当前读指令的ID相同的读指令，则将所述当前读指令路由到对应从设备的从设备缓存单元，并基于所述存储器的第一端口向所述存储器写入与所述查询结果相对应的值。
[0018]在一些实施方式中，所述读指令ID状态记录单元进一步配置为若是所述存储器的第二端口查询到所述互联装置中存在与所述当前读指令的ID相同的读指令，则将所述当前读指令路由到所述同ID排序缓存单元，并基于所述存储器的第一端口向所述存储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于总线的互联装置，其特征在于，包括：解码单元，所述解码单元配置为根据主设备发送的读指令确定所述读指令对应的从设备；读指令ID状态记录单元，所述读指令ID状态记录单元包括存储器，所述读指令ID状态记录单元配置为响应于所述解码单元确定所述对应的从设备，基于存储器的第二端口查询互联装置中是否存在与当前读指令的ID相同的读指令；所述读指令ID状态记录单元还配置为基于查询结果将所述当前读指令路由到对应从设备的从设备缓存单元或同ID排序缓存单元，并基于存储器的第一端口向所述存储器写入对应的值，其中，所述值与所述查询结果相对应。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述读指令ID状态记录单元进一步配置为若是所述存储器的第二端口查询到所述互联装置中不存在与所述当前读指令的ID相同的读指令，则将所述当前读指令路由到对应从设备的从设备缓存单元，并基于所述存储器的第一端口向所述存储器写入与所述查询结果相对应的值。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述读指令ID状态记录单元进一步配置为若是所述存储器的第二端口查询到所述互联装置中存在与所述当前读指令的ID相同的读指令，则将所述当前读指令路由到所述同ID排序缓存单元，并基于所述存储器的第一端口向所述存储器写入与所述查询结果相对应的值。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括指令仲裁单元，所述指令仲裁单元配置为基于仲裁策略将缓存在所述从设备缓存单元和/或所述同ID排序缓存单元中的读指令传输到从设备。5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，还包括：ID解码单元，所述ID解码单元配置为根据从设备返回的数据对应的读指令的ID将所述数据缓存到对应的读数据缓存单元，其中，所述读数据缓存单元与所述主设备一一对应；读指令完成信号生成单元，所述读指令完成信号生成单元配置为从所述读数据缓存单元读取数据返回给所述主设备，并在所述数据返回完成后生成读指令执...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙旭，周玉龙，刘刚，李拓，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：