[发明专利]一种高密度多处理器系统及其节点控制器

权利要求书

1.一种高密度多处理器系统的节点控制器，其特征在于，所述节点控制器，包括：多个处理器端口，一个I/O端口，一个直接内存访问交叉开关模块和一个读/写交叉开关模块，其中：

所述处理器端口，分为主处理器端口和从处理器端口，用于分别与主处理器和从处理器连接，主处理器负责具体计算任务的运行，以及对外围设备的发现和初始化过程，从处理器只负责具体计算任务的运行；

所述I/O端口，通过I/O总线与外围设备连接，其包括：读/写模块和I/O接口模块，所述I/O接口模块用于负责实现I/O总线根设备逻辑，所述I/O接口模块通过一窗口寄存器记录该端口的全局地址分配，并实现系统总线包格式与I/O总线包格式间的互相转换；所述读/写模块与所述读/写交叉开关模块连接；

所述直接内存访问交叉开关模块，用于实现各所述处理器端口间直接内存访问数据的交换；

所述读/写交叉开关模块，用于实现各所述处理器端口之间，以及所述处理器端口和I/O端口之间读/写数据的交换。

2.根据权利要求1所述的高密度多处理器系统的节点控制器，其特征在于，所述处理器端口，包括：处理器接口模块、分发模块、仲裁模块、直接内存访问模块、读/写模块和I/O高级可编程中断控制器模块其中：

所述处理器接口模块，根据其所属的处理器端口连接的处理器的类型的不同，分为主处理器接口模块和从处理器接口模块，其中：所述主处理器接口模块，负责与主处理器系统总线的挂接，包括所有总线链路层功能，主处理器接口模块通过一窗口寄存器记录该端口的全局地址分配，并实现系统总线终端设备的配置空间和桥设备的配置空间；所述从处理器接口模块，负责与从处理器系统总线的挂接，包括所有总线链路层功能，从处理器接口模块通过一窗口寄存器记录该端口的全局地址分配，并实现系统总线终端设备的配置空间；

所述分发模块，用于将来自所述处理器接口模块的数据按照所属功能分发给直接内存访问模块或读/写模块，或I/O高级中断控制器模块；

所述仲裁模块，用于将来自直接内存访问模块、读/写模块和I/O高级中断控制器模块的数据进行公平仲裁后，分时传递给所述处理器接口模块，实现多种数据在处理器接口总线上的共享传输；

所述直接内存访问模块，用于实现数据以直接内存访问方式在处理器间的传输，所述直接内存访问模块与所述直接内存访问交叉开关模块连接；

所述读/写模块，用于实现数据以读/写方式在处理器间的传输，所述读/写模块与所述读/写交叉开关模块连接；

所述I/O高级中断控制器模块，用于实现对应所述处理器端口的I/O高级中断控制器中断控制。

3.根据权利要求2所述的高密度多处理器系统的节点控制器，其特征在于，所述分发模块中对数据所属功能的区分通过两个途径，一方面通过设备配置空间的基址寄存器地址窗口，另一方面为不同功能模块向系统总线申请不同的设备号，然后根据数据所属设备号实现功能区分。

4.根据权利要求2所述的高密度多处理器系统的节点控制器，其特征在于，所述直接内存访问模块包括下传和上传两个子模块，其中下传子模块负责接收直接内存访问描述符，读取直接内存访问负载数据，并将数据发送至所述直接内存访问交叉开关模块；上传子模块负责从所述直接内存访问交叉开关模块接收直接内存访问数据，并将数据写入目标地址区域。

5.根据权利要求2所述的高密度多处理器系统的节点控制器，其特征在于，所述读/写模块包括下传和上传两个子模块，其中下传子模块负责从所述分发模块接收读/写请求以及读响应数据，并发送至所述读/写交叉开关模块；上传模块负责从所述读/写交叉开关模块接收数据并发送至目的地址。

6.根据权利要求1所述的高密度多处理器系统的节点控制器，其特征在于，所述直接内存访问交叉开关模块为每个所述处理器端口设置两个虚通道缓冲区，一个发送缓冲区，核心使用一个2N×N的交叉开关，N为交叉开关互连的处理器端口数目；数据对虚通道缓冲区的选择符合如下规则：目标处理器端口号为奇数的进入1号接收虚通道缓冲区，目标处理器端口号为偶数的进入0号接收虚通道缓冲区。