11月4日,天津市濱海新區(qū)信息技術(shù)創(chuàng)新中心對(duì)外發(fā)布了我國(guó)首款自主研發(fā)的RapidIO二代交換芯片——NRS1800。該芯片在數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、對(duì)外通信領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),可廣泛應(yīng)用于圖像分析、醫(yī)療成像、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域,填補(bǔ)了我國(guó)在交換芯片領(lǐng)域空白。
“未來(lái)交換芯片的市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到千億級(jí)。”據(jù)創(chuàng)新中心相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹,RapidIO二代交換芯片在信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),如無(wú)線通信、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、高性能計(jì)算等領(lǐng)域都已得到大規(guī)模應(yīng)用。創(chuàng)新中心技術(shù)人員經(jīng)過(guò)歷時(shí)近4年的攻關(guān)研發(fā),實(shí)現(xiàn)了NRS1800的量產(chǎn)流片和批量供貨。目前,該芯片在全國(guó)十余家單位得到應(yīng)用。
天津市濱海新區(qū)信息技術(shù)創(chuàng)新中心是軟件定義互連技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟牽頭單位,未來(lái)創(chuàng)新中心芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)圍繞軟件定義互連技術(shù)方向開(kāi)展RapidIO第三代交換芯片、軟件定義互連芯片等交換芯片的研制,助力國(guó)家網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略建設(shè)。
據(jù)了解,RapidIO技術(shù)主要面向高性能嵌入式系統(tǒng)的互連通信,被廣泛應(yīng)用于高性能嵌入式系統(tǒng)芯片間、板卡間乃至設(shè)備間的互連,是一種高性能、低引腳數(shù)的互連體系結(jié)構(gòu),具有高帶寬、低時(shí)延、高效率、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。
RapidIO: 高性能嵌入式互連技術(shù)
RapidIO互連架構(gòu)是一個(gè)開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn),滿(mǎn)足了嵌入式基礎(chǔ)設(shè)施在應(yīng)用方面的廣泛需要??尚械膽?yīng)用包括連接多處理器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的存儲(chǔ)器映射I/O器件、存儲(chǔ)子系統(tǒng)和通用計(jì)算平臺(tái)。
RapidIO互連定義包括兩類(lèi)技術(shù):面向高性能微處理器及系統(tǒng)互連的并行接口;面向串行背板、DSP和相關(guān)串行控制平面應(yīng)用的串行接口。串行和并行RapidIO具有相同的編程模型、事務(wù)處理和尋址機(jī)制。
RapidIO支持的編程模型包括基本存儲(chǔ)器映射I/O事務(wù)、基于端口的消息傳遞和基于硬件一致性的全局共享分布式存儲(chǔ)器。RapidIO也提供各種錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制,還提供定義良好的硬件和基于軟件的架構(gòu)以報(bào)告并糾正傳輸錯(cuò)誤。
RapidIO互連被定義為分層結(jié)構(gòu),在保證后向兼容性的同時(shí)提供了可擴(kuò)展性和未來(lái)增強(qiáng)的可能。
RapidIO協(xié)議分層結(jié)構(gòu)
邏輯層定義了操作協(xié)議; 傳輸層定義了包交換、路由和尋址機(jī)制;物理層定義了電氣特性、鏈路控制和糾錯(cuò)重傳等。
象以太網(wǎng)一樣,RapidIO也是基于包交換的互連技術(shù)。如圖3所示,RapidIO包由包頭、可選的載荷數(shù)據(jù)和16bits CRC校驗(yàn)組成。包頭的長(zhǎng)度因?yàn)榘?lèi)型不同可能是十幾到二十幾個(gè)字節(jié)。每包的載荷數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不超過(guò)256字節(jié),這有利于減少傳輸時(shí)延,簡(jiǎn)化硬件實(shí)現(xiàn)。
RapidIO技術(shù)主要面向高性能嵌入式系統(tǒng)的互連通信,它采用高性能LVDS技術(shù),可以在4對(duì)差分線上實(shí)現(xiàn)10Gbps的有效傳輸速率,而且具有萬(wàn)兆以太網(wǎng)、PCI express更高的傳輸效率。由于RapidIO在路由、交換、容錯(cuò)糾錯(cuò)、使用方便性上有較完善的考慮,可以實(shí)現(xiàn)基于硬件的高性能可靠數(shù)據(jù)傳輸,所以必將在嵌入式系統(tǒng)、3G和3G之后的Beyond3G、4G移動(dòng)通信基站、高性能數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)等中得到廣泛應(yīng)用。
大多數(shù)電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三個(gè)基本功能:處理數(shù)據(jù)、來(lái)回移動(dòng)數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù),即在處理和傳輸數(shù)據(jù)時(shí),也在沿途不同的地方存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。開(kāi)發(fā)RapidIO技術(shù)正是為了在嵌入式系統(tǒng)內(nèi)提供以交換互連而非總線為基礎(chǔ)的傳輸數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法,從而能夠替代很多現(xiàn)有總線技術(shù)或基于交換的技術(shù)如PCI、VME、Utopia、Infiniband、Ethernet(在系統(tǒng)內(nèi)使用)或者SPI4。