使用推测技术的处理器到基于消息的网络的接口制造技术

本发明专利技术涉及使用推测技术的处理器到基于消息的网络的接口。其提供了用于耦合至处理器的、被用于允许处理器向硬件单元发送消息的消息网络接口单元(消息接口单元)的方法和系统。还提供了用于耦合到处理器的、被用于允许处理器从硬件单元接收消息的消息接口单元的方法和系统。这里所描述的消息网络接口单元可以允许实施数据密集的实时应用，其需要大体上低的消息响应延时以及大体上高的消息吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
使用推测技术的处理器到基于消息的网络的接口相关申请的交叉引用本申请要求于2011年9月7日提交的共同未决的、共同受让人的第61/531950号美国临时专利申请的权益和优先权，其全文因此通过引用结合于此。
本专利技术涉及集成电路设备，并且具体涉及具有用于高速消息传递的消息网络接口单元的这种设备。
技术介绍
随着数据密集型电子设备和应用的增加，数据速率持续提高。为了促进诸如可编程逻辑设备在某些数据密集型的实时应用中的使用，包括低级专用处理块和消息传递通信结构的分级专用处理块越来越多地得到使用。诸如知识产权(IP)块的专用处理块是可以与它在其上实施的设备的通用可编程逻辑分隔开来的块电路，其至少部分地被硬线设置为执行具体功能。在设备通信结构方面，作为比其它专用处理块或电路更低分级等级的专用处理块(例如，IP块)可以被称作较低等级的专用处理块(例如，较低等级的IP块)。较低等级的专用处理块使用处理器上运行的软件进行最佳协调，该处理器使用消息网络与这些专用处理块进行通信。例如，处理器可以使用存储器映射协议读取和写入消息，并且消息可以使用基于流分组的协议传送到或传送至较低等级的专用处理块。可以在处理器和消息网络之间使用非常高效的接口以便在数据密集的实时应用中使用。消息传递网络已经被普遍使用。许多现有的消息传递网络允许处理器或处理块(例如，IP核)发送和接收消息以便相互进行通信。例如，片上网络(NoC)设计已经被创建并用于系统中的IP核和片上系统(SoC)之间的通信。还存在多种现有接口设计，用于在处理器和被处理器用来与专用处理块进行通信的消息传递网络之间使用。作为这样的接口设计的示例，PicaRISC、DPX使用基于FIFO的消息传递机制。作为接口设计的另一个示例，嵌入在可编程设备中的处理器能够通过在总线写周期期间将消息直接写入网络来发送消息。然而，这些接口设计都具有缺陷。具体而言，PicaRISC、DPX由于FIFO要求而趋于不灵活，并且涉及直接向网络写入消息的设计则由于需要对消息连续分组而趋于不灵活。
技术实现思路
由于现有消息传递网络的不灵活性，所以需要和处理器和消息传递网络之间快速且高效的接口。为了解决领域内的以上和其它缺陷，本公开提供了一种用于在处理器和消息传递网络之间提供快速且高效的接口的方法和系统。该接口减小了从处理器发送消息的延时(即，提高了消息吞吐量)以及作用于从硬件单元所接收的消息上的延时(即，减小了消息响应延时)。该消息接口通过在传送寄存器内的暂存存储器中推测性地创建消息，在一个或多个队列中对所创建消息推测性地进行排队，以及随后作出是否发送任意消息和/或消息队列的决策来减小这些延时。特别地，该接口减少了发送消息所需的处理器时钟周期的数量，这是因为消息能够在处理器将在空闲时的时间段期间、并且恰好在它们将要被发送之前被创建。传送寄存器和暂存存储器可以被用作模板以允许处理器创建样板(boiler-plate)消息并且对它们进行定制。应用编程接口(API)被提供以允许接近于消息创建的处理器时钟周期的最优消耗(即，消息的创建接近于每个处理器周期1个消息字的速率)。一个或多个队列被用来对所创建的消息进行推测性地排队。此外，这里所描述的接口通过令一个或多个单独寻址的队列对传入的消息进行排队而减小了接收消息以及作用于所接收消息上的延时。队列可以与优先级等级相关联。优先级等级可以被用来确定以哪种顺序在不同队列的消息之间对消息进行处理。例如，来自具有最高优先级等级的队列的消息可以在来自具有较低优先级等级的队列的消息之前进行处理。这里所描述的消息网络接口可以允许实施数据密集的实时应用，其要求大体上低的消息响应延时以及大体上高的消息吞吐量。提供了用于耦合至处理器的用于允许处理器向硬件单元发送消息的消息网络接口单元(即，消息接口单元)的方法和系统。在实施例中，消息接口单元包括传送寄存器。包括暂存存储器的传送寄存器存储至少一个消息的参数(argument)，该参数由处理器推测性创建。一个或多个队列耦合至传送寄存器。一个或多个队列可以被用来对消息进行排队。可以响应于在消息接口单元接收到指示要采取动作的消息而对一个或多个队列采取动作。可以对一个或多个队列采取的动作包括响应于接收到指示发生异常的消息而丢弃队列之一中的所有内容。可以对一个或多个队列采取的动作包括发送队列之一中所存储的每条消息。在一些实施例中，消息接口单元和处理器位于相同设备上。设备的示例包括可编程逻辑设备、集成电路设备或其它设备。在一些实施例中，消息接口单元被视频定标器所使用。还提供了用于耦合到处理器并且被用于允许处理器从硬件单元接收消息的消息接口单元的方法和系统。在实施例中，消息接口单元包括可以被用来对消息进行排队的一个或多个队列。一个或多个队列中的每一个可以被指定以指示该队列的优先级等级的唯一地址。该唯一地址在硬件单元向处理器或消息接口单元所发送的消息中被用作目的地地址。接收寄存器耦合到一个或多个队列。接收寄存器被用来存储一个或多个消息的参数。在一些实施例中，接收寄存器被用来存储当前具有最高优先级等级的队列中的消息的参数，并且该消息由处理器在例如具有较低优先级等级的队列的其它队列中的消息之前进行处理。在一些实施例中，消息接口单元和处理器位于诸如可编程逻辑设备之类的相同设备上。附图说明通过结合附图考虑以下详细描述，本公开进一步的特征、其性质以及各种优势将是明显的，其中相同的附图标记始终指代相同部分，并且其中：图1是根据说明性实施例的对应于消息以及消息格式的简化信号图；图2A和2B是根据说明性实施例的使用消息接口单元的视频定标器的简化框图；图3是根据说明性实施例的用于提供消息接口单元的直接存储器访问解决方案；图4是根据说明性实施例的用于提供消息接口单元的解决方案的简化框图；图5图示了包括在这里被描述为处于数据处理系统之内的消息接口单元的实施例的集成电路或其它设备(例如，PLD、ASSP、ASIC、全定制芯片、专用芯片、可编程逻辑设备或FPGA)。具体实施方式为了提供对本专利技术的全面理解，现在将对某些说明性实施例进行描述。然而，本领域普通技术人员将要理解的是，这里所描述的系统和方法可以被适配和修改为适用于所针对的应用，并且这里所描述的系统和方法可以在其它适当应用中采用，并且这样其它的添加和修改将并不背离这里的范围。图1是根据说明性实施例的对应于消息和消息格式的信号的简化示图。如这里所使用的，消息可以类似于软件编程中的函数调用。特别地，消息可以是封装了函数调用的包。例如，消息可以封装并传达执行函数调用voidfOO(intargument1，...，intargumentN)所必要的信息。在该函数调用中，要执行的任务是fOO，并且向任务提供输入的参数是argument1至argumentN。在包化的消息格式中，函数fOO对应于TaskID所标识的任务，并且参数argument1至argumentN均对应于包中的参数数据字。当硬件单元(例如，处理器或专用处理块)接收到该消息时，该消息指示硬件单元使用相关联的输入argument1至argumentN(即，使用包中所接收的参数数据字)执行任务fOO(即与TaskID相关联的任务)。图1示出了被用来确定能够在其间发送或接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合到处理器的消息网络接口单元，用于允许所述处理器向硬件单元发送由所述处理器创建的多个消息，所述消息网络接口单元包括：传送寄存器，其可操作用于存储由所述处理器创建的所述多个消息中的至少一个消息的参数，其中所述至少一个消息是推测性创建的；以及耦合到所述传输寄存器的队列，其可操作用于对所述多个消息进行排队，其中响应于所述消息网络接口单元接收到触发消息，对所述队列采取动作。

【技术特征摘要】
2011.09.07 US 61/531,950;2012.02.09 US 13/369,7271.一种耦合到处理器的消息网络接口单元，用于允许所述处理器向硬件单元发送由所述处理器创建的多个消息，所述消息网络接口单元包括：传送寄存器，每个传送寄存器可操作用于存储由所述处理器创建的所述多个消息中的至少一个消息的多个参数中的相应参数，其中所述至少一个消息通过仅更新所述多个参数中的、已经从先前推测性创建的消息发生变化的子集而从所述先前推测性创建的消息中被推测性创建；以及耦合到所述传送寄存器的队列，其可操作用于对所述多个消息进行排队，其中响应于所述消息网络接口单元接收到触发消息，对所述队列采取动作，其中推测性创建的所述至少一个消息在预期事件的预测中被创建。2.根据权利要求1所述的消息网络接口单元，其中所述动作是丢弃所述队列的内容，并且其中所述触发消息指示发生异常。3.根据权利要求1所述的消息网络接口单元，其中所述动作是发送所述队列中的所述多个消息。4.根据权利要求1所述的消息网络接口单元，其中所述传送寄存器被用来在确定是否将发送所述多个消息中的任意消息之前，创建所述多个消息中的每个消息。5.根据权利要求1所述的消息网络接口单元，其中所述传送寄存器包括暂存存储器以存储所述至少一个消息的参数。6.根据权利要求1所述的消息网络接口单元，其中所述消息网络接口单元和所述处理器位于相同设备上。7.根据权利要求6所述的消息网络接口单元，其中所述设备是可编程逻辑设备。8.一种视频定标器，其使用根据权利要求1的所述消息网络接口单元将视频从一种格式定标至另一种格式。9.一种用于允许耦合至消息网络接口单元的处理器向硬件单元发送多个消息的方法，所述方法包括：使用所述处理器从先前推测性创建的消息中推测性地创建所述多个消息中的至少一个消息，其中所述创建包括仅更新所述至少一个消息的所述多个参数中的子集并且在相应地传送寄存器中存储所述多个消息中的所述至少一个消息的所述多个参数中的每个参数，并且其中所述多个参数中的所述子集已经从所述先前推测性创建的消息发生变化；在耦合至所述传送寄存器的队列中对所述多个消息进...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·佩里，G·杜肯，
申请(专利权)人：阿尔特拉公司，
类型：发明
国别省市：