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1、EXPERIENCEEXCHANGE经验交流基于SRIO协议的板级芯片互联技术■四川大学黄晓云■中国科学院光电技术研究所程波苏海冰吴钦章完全是由硬件实现的,不需要处理器参与,因此这样可以引言实现一个高效板级同构互联多处理器系统。C6455的软硬件结合构建宽带互联并行处理的数据处理系统SRIO端口一对收发差分信号对构成一个全双工的port是实现高速实时数据处理的有效方案。基于这样的方案(端口),可以工作在1.25Gbps、2.5Gbps、3.125Gbps的设计理念,采用多DSP、多FPGA通过SRIO互联来实现波特率。一个高速互联的计算网
2、络,数据可以在DSP之间及DSP与FPGA之间高速传输。这样的互联计算网络在数据交2.2基于SRIO的多C6455互联结构互、任务切换、算法分解、计算负载均衡等方面具有较强的C6455的SRIO端口可以与SRIO交换器件实现互适应性、可扩展性。本文介绍了这种基于SRIO互联技术联,也可以在C6455之间通过连接差分信号来实现。如的高速实时数据处理硬件平台,并在该平台上研究了多图1和图2所示的1x模式和4x模式互联关系,在1x模式DSP之间、DSP与FPGA之间的SRIO通信技术。中,器件的任何一对发收信号可以与另一个器件的收发信1SRIO
3、标准号相互连接组成独立的1x模式工作。如果两个C6455间RapidI/O是面向嵌入式系统开发提出的高可靠、高采用四对全连接方式,则可实现1个4x工作模式或者是性能、基于包交换的新一代高速互联技术,已于2004年被4个独立的1x工作模式。国际标准化组织(ISO)和国际电工协会(IEC)批准为ISO/IECDIS18372标准。SRIO则是面向串行背板、DSP和相关串行数据平面连接应用的串行RapidIO接口。串行RapidIO包含一个3层结构的协议,即物理层、传输层、逻辑层。物理层定义电气特性、链路控制、低级错误管理;传输层定义包交换、路
4、由和寻址机制;逻辑层定义总体协议图1C6455SRIO1x与图2C6455SRIO4x与和包格式。可以实现最低引脚数量,采用DMA传输,支1x的连接4x的连接持复杂的可扩展拓扑,多点传输;可选的1.25Gbps、多DSP及FPGA的并行处理系统主要由4个C64552.5Gbps、3.125Gbps三种速度能满足不同应用需求,是处理器和4个Virtex5LX50T构成,系统结构如图3所示。未来十几年中嵌入式系统互联的最佳选择之一。DSP与DSP之间的互联采用图1所示的连接方式来实现2基于C6455高速SRIO接口的互联系统全连通的SRIO网
5、络,实现所有DSP之间的1路1x通道,各个通道上的控制、传输独立并行工作。通过SRIO互联2.1C6455的SRIO端口TMS320C6455(简称C6455)是德州仪器(TI)公司新推出的一款DSP产品,可实现更高性能,精简代码,更多片上存储器及超高带宽的集成外设。其中最为引人瞩目的是第一次实现了用于处理器间通信的SRIO总线,C6455上的SRIO端口是面向嵌入式领域推出的具有高数率,很少引脚的互联方案,并且RapidI/O的数据传输图3数据处理系统互联网络paper@mesnet.com.cn(投稿专用)2009年第9期Microc
6、ontrollers&EmbeddedSystems71经验交流EXPERIENCEEXCHANGE网络,任何一个DSPC6455都可以访问网络上其他DSP错。链路连接成功后,就可以进行读写和门铃操作。在系统C6455资源,实现网络上的所有设备资源共享。而且这样测试中,发送端DSP通过写操作发送完一帧数据,随即发送的全连通结构又可以根据不同任务处理的特点,灵活地配一个门铃数据包,门铃数据包在接收端DSP上产生一个系统中断告知数据到达有效,于是接收端DSP又将一个门铃数据置成菊花链串行流水线、一主多从的星形等拓扑结构,在包发送回发送端DSP
7、,同样产生一个中断给发送端DSP,发不同数据处理应用中具有高度可动态重构性。送端DSP收到中断后又继续发送下一个数据帧,如此循环往2.3C6455的SRIO传输控制结构复实现高速传输数据。C6455的SRIO包有directI/O包、DOORBELL包、Message包以及Maintenance包等等。其中最重要的是直3C6455与Virtex5LXT的串行接口互联接I/O包和DOORBELL包的传输控制,它的传输控制模在DSP+FPGA复合架构中,DSP的优势在于,对新型及块分成LSU(Load/StoreUnit)控制单元和MAU(M
8、emo2复杂算法开发上只需较短的时间,并能够快速灵活地移植到ryAccessUnit)控制单元。LSU用于实现DirectI/O包、新一代DSP处理器上;而FPGA的最大优势在于,通过并行DO
