[发明专利]灵活支持混合总线协议的芯片配置网络系统

说明书

本发明属于芯片配置网络技术领域，特别涉及一种灵活支持混合总线协议的芯片配置网络系统，包括配置网络主从接口、协议解析与地址映射模块和核心互连网络；在配置网络主从接口处分别增加协议解析与地址映射模块；所述协议解析与地址映射模块用于实现总线读写请求/读写响应地址与网络ID之间的转换，以及将不同总线协议的读写请求或读写响应按照统一的格式转化为数据包的形式并注入核心互连网络，或将从核心互连网络接收的数据包根据不同的总线协议转换为相应的总线信号时序。本发明可灵活支持相同或者不同总线协议的网络互连和协议桥接，大大降低芯片配置网络的设计复杂度和技术门槛，并兼具良好地可扩展性和重用性。

技术领域

本发明属于芯片配置网络技术领域，特别涉及一种灵活支持混合总线协议的芯片配置网络系统。

背景技术

芯片配置网络主要用于支撑芯片中各主配接口(如I2C、JTAG、PCIE等)对芯片内部的相关寄存器或RAM空间的配置和管理，为芯片功能和性能的实现提供基础性保障。随着芯片设计规模的不断增大，芯片内部配置网络的设计规模和设计复杂度也随之增大。一方面，配置网络支持的主(Master)从(Slave)接口规模越来越大，大规模系统芯片内部配置网络的主从接口数已超过100个；另一方面，为了缩短产品上市时间，芯片内部通常会集成多种多样的商用IP(知识产权核)，这些商用IP在芯片中可能位于配置网络的主口(Master)位置，也位于配置网络的从口(Slave)位置，甚至既有从接口也有主接口与配置网络相连。此外，不同的商用IP可能采用不同的总线协议(如AXI、AHB、APB等)，使得芯片内部可能同时存在多种不同协议类型的总线配置需求，进而导致设计复杂度的急剧增大。

以某SRIO交换芯片的配置网络设计为例，如图1所示。根据总体设计需求，SRIO交换芯片内部配置网络的主从接口规模达到近百个，且同时存在着AXI总线、AHB总线、SRIO维护包(总线读写请求)、Localbus总线等多种不同的总线协议类型。为了满足芯片的配置需求，传统的设计思路是芯片内部集成多个相应协议的总线互连矩阵Matrix(用于多主多从的通信场景)以及不同协议的桥接(Bridge)模块，用于实现同一总线协议主从接口之间的数据转发以及不同总线协议之间的协议转换。如图1所示，AXI_Matrix用于实现多个AXI协议主从接口之间的通信，AHB_Matrix用于实现多个AHB协议主从接口之间的通信，AXI_To_AHB_Bridge用于实现AXI协议与AHB协议之间的转换，AHB_To_Localbus_Bridge用于实现AHB协议与Localbus总线之间的转换，SRIO MPM(Maintenance Processing Module)用于实现SRIO维护包配置请求与AXI总线协议之间的转换等。鉴于总线协议处理的复杂性和兼容性，配置网络中大量总线互连Matrix和Bridge模块的集成将给其设计和验证均带来极大的挑战。

在主从接口众多、多种总线协议混合的应用通信需求下，现有配置网络设计中所广泛采用的总线互连Matrix与总线Bridge的设计方法通常存在着以下缺点：

(1)设计难度大、技术门槛高。总线互连Matrix与总线Bridge的设计通常是针对读写地址信号、数据信号以及读写响应信号进行信号级的处理，需要设计人员不仅熟悉总线协议各信号之间的依赖关系和处理流程，还需要掌握相应协议互连Matrix的设计方法以及不同总线协议之间的转换实现，设计难度较大，具有较高的技术门槛。

(2)不同总线协议转换的兼容性和一致性难以保证。总线互连Matrix与总线Bridge的设计需要严格遵循相应的总线协议，且不同总线协议转换的兼容性和一致性难以保证，设计不当极易造成网络的死锁现象，甚至影响整个芯片的功能和性能。

(3)可扩展性和重用性较差。总线互连Matrix与总线Bridge的设计一旦确定，网络规模的少量更改或总线接口协议的变化均将引入较大的设计修改与验证工作量，难以灵活地扩展至不同的通信规模和应用通信场景，可扩展性和重用性较差。

发明内容