Коммуникационные схемы и требования к ним Архитектура

Сложно-функциональный
блок коммуникационной
среды для систем на
кристалле
Илья Насонов
ЗАО НТЦ «Модуль»
Содержание
• Коммуникационные схемы и
требования к ним
• Архитектура коммутатора AXI
• Формальное представление
архитектуры
• Средство проектирования
коммутаторов
• Анализ различных реализаций
• Результаты работы
ЗАО НТЦ "Модуль"
2
Блок коммуникационной среды
ЗАО НТЦ "Модуль"
3
Требования
• Максимальное быстродействие – 600
МГц на технологии 65 нм
• Эффективная работа с одиночными
запросами
• Методика разработки должна быть
применима к другим шинным
протоколам
ЗАО НТЦ "Модуль"
4
Библиотека базовых элементов
Элементы библитеки
– простейшие
цифровые схемы:
•арбитры,
•декодеры,
•мультиплексоры,
•демультиплексоры,
•буферы FIFO.
Все элементы широко
параметризуемы
DC
MS
DM
MA
B
PM
A
MB
ЗАО НТЦ "Модуль"
DMB
5
Узел с коммутацией каналов
ЗАО НТЦ "Модуль"
6
Узел с коммутацией пакетов
ЗАО НТЦ "Модуль"
7
Сравнение архитектур узлов
Архитектура с коммутацией каналов
+ простая и быстрая по задержкам (13 ТЗ + декодер
адреса)
+ конвейризованные запросы к нескольким slaveустройствам одновременно
- не поддерживает внеочередного выполнения
транзакций
Архитектура с коммутацией пакетов
+ внеочередное выполнение транзакций
+ меньше по аппаратуре
- нет конвейризованных обращений к нескольким slaveустройствам одновременно
- более медленная (24 ТЗ)
ЗАО НТЦ "Модуль"
8
Элементы архитектуры
коммутатора
ЗАО НТЦ "Модуль"
9
Средство проектирования
коммутаторов
ЗАО НТЦ "Модуль"
10
Типовая архитектура
Типовая архитектура
• Полностью синхронная схема
• 4 slave-интерфейса и 4 master-интерфейса
• По 8 конвейризуемых транзакций
• Минимальное время доступа на masterинтерфейсе – 2 такта
Технологические характеристики
• Максимальная частота работы
• Занимаемая площадь
Архитектурные характеристики
• Производительность
• Время обработки запроса
ЗАО НТЦ "Модуль"
11
Сравнение реализаций
Частота,
МГц
Площадь,
тыс. мкм2
Производительность
Время
доступа
NIC-301
601
69,0
30%
4,6 такта
Комм. каналов
770
28,6
65%
2,5 такта
Комм. каналов
конвейризованная
833
49,2
65%
5,6 такта
Комм. пакетов
569
35,2
31%
3,4 такта
Комм. пакетов
конвейризованная
692
57,6
24%
6,1 такта
Архитектура
ЗАО НТЦ "Модуль"
12
Заключение
Результаты работы
• Построено САПР для разработки
коммутаторов AXI
• Опробована методика проектирования
коммуникационных схем
Дальнейшая работа
• Средства формального анализа
архитектур
• Поддержка новых особенностей
ЗАО НТЦ "Модуль"
13
Спасибо за внимание!