[发明专利]用于网络接口芯片的寄存器多源访问调度方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络接口芯片中寄存器访问技术，具体涉及一种用于网络接口芯片的寄存器多源访问调度方法及装置。

背景技术

网络接口芯片(NetworkInterfaceChip,NIC)是基于PCIEG3标准的互连通信主机接口芯片，支持用户级的通信操作，用于通用服务器、通用计算结点和自主计算结点的高速接入。NIC中实现用户级通信操作的一个重要前提是虚拟化硬件资源，为每个进程形成一个独占使用硬件的编程视图，保证多进程并发执行时，对通信操作请求处理的原子性。NIC通信硬件接口为此实现了虚端口(VirtualPort,VP)机制，每个虚端口由一组可编程寄存器和相应的内存数据结构组成，不同虚端口的寄存器编址在不同地址区域中。通过内存映射技术，寄存器映射到进程的用户地址空间，实现用户层的直接访问。除了用户可编程的寄存器外，为了实现对NIC芯片的配置和监控功能，NIC中还包含一组配置和监控寄存器。监控平台和系统管理服务器通过访问配置和监控寄存器可以实时了解系统的运行状况。

从NIC中寄存器访问方式来看，寄存器访问源可以分为带内访问请求源和带外访问请求源两类。NIC芯片的寄存器带内访问基于正常的报文数据通路传递寄存器访问控制命令，带内访问有两种途径，一种是管理服务器通过网络端口发送和接收管理报文实现带内管理，另外一种是计算结点通过PCIE端口进行寄存器的访问实现带内管理。NIC芯片的寄存器带外访问基于I2C(Inter－IntegratedCircuit)总线和JTAG(JointTestActionGroup)边界扫描，完成芯片配置与监控，I2C和JTAG在寄存器访问上实现相同的功能，互为冗余和备份。

NIC芯片中有多个子模块，每个子模块拥有一定数量的寄存器，这些寄存器构成一个寄存器模块。在寄存器模块访问实现上，典型的处理结构有星形结构和环形结构。和星形结构相比，环形结构实现寄存器访问能够减少长走线的数目，减轻后端布局布线的压力。但环形结构多个模块串在一起，其访问延迟较大。

综上，NIC芯片中对寄存器访问的处理，需要满足以下需求：(1)用户可编程寄存器的快速访问：用户级通信操作的性能和可编程寄存器访问的延迟密切相关，尽可能提高其访问速度，可以有效提高NIC芯片的性能；(2)多个寄存器访问请求源的合理调度：NIC芯片中有来自计算结点及管理服务器的带内寄存器访问请求源，以及来自I2C和JTAG的带外请求源，需要对多个请求源进行合理的调度处理；(3)寄存器访问实现利于芯片后端布局布线：NIC芯片中寄存器访问总控模块对多个子模块的寄存器访问，需要尽量减少长走线，减少后端的拥塞。由于上述的三个需求相互关联、相互制约。例如，对于需求(1)来讲，星形的实现结构能够减少访问延迟，提高访问速度，但和需求(3)相矛盾，不利于后端实现。并且提高用户可编程寄存器的访问速度也和多个寄存器访问请求源的调度密切相关。现有的寄存器访问的调度及实现方案，通常都是单个请求源的，对寄存器的访问延迟没有多样化的要求，并且在实现的方案上要么采用星形结构，要么采用环形结构。现有技术的寄存器访问方法的实现难以满足NIC芯片中寄存器访问处理的上述三个需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对网络接口芯片中不同请求源对访问速度的差异化需求，提供一种用于网络接口芯片的寄存器多源访问调度方法及装置，使得不同访问源均可以对网络接口芯片的所有寄存器进行访问、用户可编程寄存器访问延迟低、且有利于后端布局布线。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于网络接口芯片的寄存器多源访问调度方法，如图1所示，其实施步骤如下：

1)按源分类缓存寄存器访问请求：请求分类单元根据请求源的类型将来自多种请求源的寄存器访问请求分别缓存至请求分类缓存单元；

2)基于访问速度差异构建快/慢速寄存器访问环：快速访问公用模块预先将包含用户可编程寄存器、部分控制及状态寄存器的寄存器模块串联组成快速寄存器访问环；同时，慢速访问公用模块将不包含用户可编程寄存器、部分控制及状态寄存器的寄存器模块串联组成慢速寄存器访问环；