[发明专利]芯片片上系统异构多处理器间的通信装置及方法

说明书

本发明公开了一种芯片片上系统异构多处理器间的通信装置及方法，涉及芯片内多处理器间通信技术领域，解决了多任务在异构处理器间分布运行时多路复用的技术问题，其技术方案要点是通过处理器的发送控制器将传输协议写入与接收控制器共用的缓存区，该传输协议包括与发送控制器对应的另一处理器的接收控制器，通过传输协议查询到接收控制器后，接收控制器再从缓存区中读取传输协议中的数据，实现异构处理器间的通信。通过多层级的编码使用实现多路复用，每个处理器拥有多个发送和接收组合通道，实现多任务并发地数据传输。并能够支持多种广泛使用的传输协议，灵活性高，还可扩展到虚拟化领域，适用于虚拟机和物理处理器共存的混合异构环境。

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及芯片片上系统异构多处理器间的通信装置及方法。

背景技术

在汽车网联化、智能化的发展趋势下，芯片系统需要兼顾运算能力和功能安全性，芯片设计更为复杂且需应对多种场景要求而进行设计，主要体现在：芯片非对称多处理器个数的增加，且处理器互相功能隔离、保留必要的相互通信、保证各自的功能独立运行。但是作为一个系统的整体设计，处理器间的通信，比如对某些特定硬件的状态查询，车辆状态信息以及车联网数据传递，又必不可少，既要保持处理器各自功能的独立性和安全性，又要体现片上系统的整体性和系统性。

处理器间通信，又叫核间通信，是多核片上系统中常见的通信形式，分为同构多核和异构多核。为满足汽车电子架构对安全性要求，片上系统设计时除了考虑高性能计算单元，也考虑了独立的安全单元，甚至一些独立任务运算单元，通常将这些运算单元称为域，这些异质的处理单元组成了异构多核系统。另外随着虚拟化技术的不断发展和汽车行业的融合，在高性能计算域内又分化出不同的虚拟机域，这些域为了满足不同的功能和安全性需求，运行了不同的操作系统和算法。为此，核间通信需要同时支持这些复杂的消息传输场景。

应对大数据和算力不断增长的需求，汽车产业电子架构逐渐从传统的分布式ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）朝集中化的域控制器、网关和中央控制器等方向发展，一个片上系统会集成更多的微控制器，外围设备和高性能处理器，组成一个多处理器的复杂集合，一方面能够满足不断增长的算力需求，同时尽可能复用硬件投资成本，另一方面，又要保证汽车领域对安全性的监管需求。这种具有多处理器的片上系统会变得更加主流，多处理器间的信息交换必然要求高速率、高可靠性和低延迟，才能发挥片上系统整体的强大功能。

传统的IPI（Inter-Processor Interrupt，处理器间中断）可以满足通知的需求，缺点是携带信息太少。当IPI结合使用DDR内存或片上缓冲区传输数据时，可以满足传输的带宽和时延的需求，缺点是仅能寻址到处理器。如果两端处理器是单任务收发时，这种方式是可以满足需求的。但是，当处理器上运行多任务时，多路传输寻址就无法用上面的方法实现。更加复杂的情形是，当引入虚拟化技术后，虚拟主机和其上的多任务也需要进行跨域的传输，现有技术就无法满足需求。

发明内容

本公开提供了一种芯片片上系统异构多处理器间的通信装置及方法，其技术目的是在多个处理器之间，通过灵活的发送和接收控制器通道组合，以较少的开销支持高达255多任务分时复用物理通道，同时能够支持多种上层传输协议，便于在此基础上虚拟出各种网卡设备。本公开可以应用于虚拟化技术，通过给处理器绑定独立的发送和接收控制器，分配给多个虚拟机，可以实现通信装置虚拟化，和物理处理器之间进行数据传输。

本公开的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种芯片片上系统异构多处理器间的通信装置，包括：

至少一个第一处理器，每个所述第一处理器包括至少一个第一发送控制器和至少一个第一接收控制器；

至少一个第二处理器，每个所述第二处理器包括至少一个第二发送控制器和至少一个第二接收控制器；