本发明专利技术提供了一种PCIe HBA IOC内部总线网络互联方法和装置，该方法包括：通过第一PCIe子系统将TLP接口数据直接传输到片上总线网络的第一网络接口单元；第一网络接口单元将TLP接口数据转换为网络数据传输帧，并转发到路由交换逻辑；路由交换逻辑基于网络数据传输帧所包含的路由信息，将网络数据传输帧发送到第二网络接口单元；第二网络接口单元解析网络数据传输帧得到TLP接口数据，并直接转发到第二PCIe子系统。本发明专利技术的方法通过TLP与自定义总线网络直接对接，不再需要标准总线接口的转接桥，减少芯片的设计面积，降低了芯片的运行功耗和读写延时，提升了数据读写的响应速度，并有效支持TLP特有信息的传输。并有效支持TLP特有信息的传输。并有效支持TLP特有信息的传输。
【技术实现步骤摘要】
一种PCIe HBA IOC内部总线网络互联方法
[0001]本专利技术属于芯片设计领域，特别涉及一种PCIe HBA IOC内部总线网络互联方法。
技术介绍
[0002]在服务器存储系统架构中，HBA(Host Bus Adapter，总线适配器)通常作为主机和外围存储设备之间连接的桥梁，不仅可以扩展服务器外围存储设备连接的数量，而且能够支持不同接口协议之间的转换，极大地丰富了服务器系统的功能，同时满足了多样化系统应用场景。而PCIe HBA IOC(I/O Controller，输入输出控制器，简称控制器)广泛地存在应用于计算机网络存储系统中。通过PCIe HBA IOC既能够简化主机服务器系统的外围接口设计，又可以提供处理器的相关功能，如处理数据传输、数据管理相关的各种功能。典型的PCIe HBA IOC如图1所示，主要实现存储系统的两个方面的功能。一是作为输入输出(I/O)通路，上连PCIe端口的一端负责与存储网络或者直连的服务器通信，下连PCIe端口的一端负责与基于PCIe接口的硬件存储设备或存储扩展设备通信。在图1中，存储控制器C1通过上连PCIe接口i0连接到主机服务器C0，通过下连PCIe接口i1连接到存储阵列C2；二是作为处理器功能，负责处理数据传输、数据管理相关的各种功能，例如RAID、块管理等。因此，PCIe HBA IOC的性能直接影响到存储系统的表现，从而影响整个计算机网络系统的各种应用场景和服务的用户体验。
[0003]目前，PCIe HBA IOC内部数据传输主通路的互连主要是通过标准总线网络而相互连接的，例如目前业界使用最广泛的互连接口总线协议是ARM公司的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)总线协议。一种典型的PCIe HBA IOC的内部结构如图2所示，主机服务器C0和外围设备PCIe NVMe SSD C2/C3之间通过PCIe HBA IOC C1进行业务数据传输的通路，即上连PCIe子系统C1.1和下连PCIe子系统C1.3/C1.4之间的数据通路是数据主通路，片上总线网络NoC C1.2提供了上连PCIe子系统C1.1和下连PCIe子系统C1.3/C1.4之间通信链路的网络连接，上连PCIe子系统C1.1和下连PCIe子系统C1.3/C1.4和片上网络NoC C1.2之间的接口为标准总线接口AMBA。AMBA Bridge总线桥C1.1.2/C1.3.2/C1.4.2提供了PCIe CTRL即PCIe控制器C1.1.1/C1.3.1/C1.4.1TLP(Transaction Layer Packet，PCIe传输层包)接口和NoC C1.2 AMBA接口之间的转换和处理。
[0004]可见，如果使用AMBA等标准总线连接上连PCIe和下连PCIe之间的数据通路，则将会额外地引入上连PCIe CTRL和AMBA接口之间的Bridge转接桥以及多个下连PCIe CTRL和AMBA接口之间的Bridge，而Bridge转接桥的引入又会对PCIe HBA IOC造成一系列的负面影响。首先，由于这些Bridge转接桥占用的资源比较大，并且随着下连PCIe子系统的数量增加而增加，这会增加Die尺寸，从而增加芯片的成本。其次，在PCIe HBA IOC的数据传输过程中，Bridge必然会增加额外的电源功耗，从而增加PCIe HBA存储业务的运营成本和潜在的额外散热设施成本，还会引入较大的读写延时，从而影响服务器系统所提供业务的用户体验。此外，在不引入边带信号(Sideband Signal)的情况下，标准总线无法有效传输PCIe TLP特有的控制
和状态信息，而引入边带信号又会增加标准总线的桥及总线网络的复杂性。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种PCIe HBA IOC内部总线网络互联方法和装置，旨在解决在PCIe HBA IOC中使用AMBA等标准总线连接上连PCIe和下连PCIe之间的数据通路进行数据传输所面临的一系列问题。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种PCIe HBA IOC内部总线网络互联方法，包括：
[0007]当第一PCIe子系统接收到TLP接口数据时，通过所述第一PCIe子系统将所述TLP接口数据直接传输到片上总线网络的第一网络接口单元；
[0008]在所述第一网络接口单元将所述TLP接口数据转换为预定义格式的网络数据传输帧，并将所述网络数据传输帧转发到所述片上总线网络的路由交换逻辑；
[0009]基于所述网络数据传输帧所包含的路由信息，由所述路由交换逻辑将所述网络数据传输帧发送到所述片上总线网络的第二网络接口单元；
[0010]在所述第二网络接口单元解析所述网络数据传输帧，得到所述TLP接口数据，并将所述TLP接口数据直接转发到所述PCIe HBA IOC的第二PCIe子系统。
[0011]优选地，所述第一PCIe子系统是与主机服务器相连接的上连PCIe子系统，所述第二PCIe子系统是与PCIe存储设备相连接的下连PCIe子系统，并且所述TLP接口数据是所述主机服务器对所述PCIe存储设备的读请求数据或写请求数据或者是所述主机服务器对所述PCIe存储设备的读响应数据或写响应数据。
[0012]优选地，所述第一PCIe子系统是与PCIe存储设备相连接的下连PCIe子系统，所述第二PCIe子系统是与主机服务器相连接的上连PCIe子系统，并且所述TLP接口数据是所述PCIe存储设备对所述主机服务器的读响应数据或写响应数据或者是所述PCIe存储设备对所述主机服务器的读请求数据或写请求数据。
[0013]优选地，所述预定义格式的网络数据传输帧包括路由信息、读写操作码及读写操作状态，所述路由信息包含数据传输源信息和数据传输目的地信息，所述读写操作码用于标识当前网络数据传输帧是读操作还是写操作，所述读写操作状态用于标识当前网络数据传输帧是读或写请求状态还是读或写响应状态。
[0014]优选地，所述基于所述网络数据传输帧所包含的路由信息，由所述路由交换逻辑将所述网络数据传输帧发送到所述片上总线网络的第二网络接口单元，进一步包括：
[0015]所述路由交换逻辑根据所述路由信息中的所述数据传输目的地信息，确定所述第二PCIe子系统，并将所述网络数据传输帧发送到对应于所述第二PCIe子系统的第二网络接口单元。
[0016]根据本专利技术的第二方面，提供了一种PCIe HBA IOC内部总线网络互联装置，包括：
[0017]接收单元，用于当第一PCIe子系统接收到TLP接口数据时，通过所述第一PCIe子系统将所述TLP接口数据直接传输到片上总线网络的第一网络接口单元；
[0018]组帧单元，用于在所述第一网络接口单元将所述TLP接口数据转换为预定义格式的网络数据传输帧，并将所述网络数据传输帧转发到所述片上总线网络的路由交换逻辑；
[0019]路由单元，用于基于所述网络数据传输帧所包含的路由信息本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种PCIe HBAIOC内部总线网络互联方法，其特征在于，包括：当第一PCIe子系统接收到TLP接口数据时，通过所述第一PCIe子系统将所述TLP接口数据直接传输到片上总线网络的第一网络接口单元；在所述第一网络接口单元将所述TLP接口数据转换为预定义格式的网络数据传输帧，并将所述网络数据传输帧转发到所述片上总线网络的路由交换逻辑；基于所述网络数据传输帧所包含的路由信息，由所述路由交换逻辑将所述网络数据传输帧发送到所述片上总线网络的第二网络接口单元；在所述第二网络接口单元解析所述网络数据传输帧，得到所述TLP接口数据，并将所述TLP接口数据直接转发到所述PCIe HBA IOC的第二PCIe子系统。2.根据权利要求1所述的PCIe HBA IOC内部总线网络互联方法，其特征在于，所述第一PCIe子系统是与主机服务器相连接的上连PCIe子系统，所述第二PCIe子系统是与PCIe存储设备相连接的下连PCIe子系统，并且所述TLP接口数据是所述主机服务器对所述PCIe存储设备的读请求数据或写请求数据或者是所述主机服务器对所述PCIe存储设备的读响应数据或写响应数据。3.根据权利要求1所述的PCIe HBA IOC内部总线网络互联方法，其特征在于，所述第一PCIe子系统是与PCIe存储设备相连接的下连PCIe子系统，所述第二PCIe子系统是与主机服务器相连接的上连PCIe子系统，并且所述TLP接口数据是所述PCIe存储设备对所述主机服务器的读响应数据或写响应数据或者是所述PCIe存储设备对所述主机服务器的读请求数据或写请求数据。4.根据权利要求1所述的PCIe HBA IOC内部总线网络互联方法，其特征在于，所述预定义格式的网络数据传输帧包括路由信息、读写操作码以及读写操作状态，所述路由信息包含数据传输源信息和数据传输目的地信息，所述读写操作码用于标识当前网络数据传输帧是读操作还是写操作，所述读写操作状态用于标识当前网络数据传输帧是读或写请求状态还是读或写响应状态。5.根据权利要求4所述的PCIe HBAIOC内部总线网络互联方法，其特征在于，所述基于所述网络数据传输帧所包含的路由信息将所述网络数据传输帧发送到所述片上总线网络的第二网络接口单元，进一步包括：所述路由交换逻辑根据所述路由信息中的所述数据传输目的地信息，确定所述第二PCIe子系统，并将所述网络数据传输帧发送到对应于所述第二PCIe子系统的第二网络接口单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，刁永翔，张辅云，宫晓渊，邵健，姬强，段延亮，陈妮，
申请(专利权)人：无锡众星微系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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