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可配置IP架构重新定义异构多核高速缓存一致性

上网日期: 2016年06月02日 ?? 作者: 邵乐峰 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:可配置IP架构? 异构多核? 高速缓存?

系统级芯片(SoC)互连IP的创新性供应商Arteris公司日前宣布推出一种全新的半导体设计技术——1.5版本NCore cache一致性互连IP,不但使系统级芯片设计师在采用不同供应商IP设计高速缓存一致性(Cache Coherent)系统时的设计能力得到大幅提升,更基于该技术推出了业界第一个分散式、异构高速缓存一致性互连架构,可帮助移动设备、高清晰度电视、企业级存储、汽车的先进驾驶辅助系统(ADAS)、微服务器和网络等市场的设计人员实现更高的频率,更低的功耗,高效率地生产有特色的系统级芯片,缩短产品进入市场的时间。

异构多核SoC设计中,如何在多个不同IP之间实现高速互连,以及如何保证SoC中的Cache一致性,长期困扰着系统设计人员。目前业界两种解决方案分别从软件和硬件角度入手,但对SoC设计者而言,似乎更倾向于采用硬件方式保证Cache一致性。因为软件配置方案往往会增加功耗,降低可靠性,编写难度也高于硬件设计。

“目前的互连技术不足以应对当今先进的系统级芯片SoC所需要的复杂程度。”Arteris市场营销副总裁Kurt Shuler说,“我们因此开发出了一种全新架构,系统设计师可以灵活地进行配置,满足各类有特殊性能要求的严苛系统。这种技术所提供的特殊系统功能是非常独特的,是任何其他架构没有的。”

比起目前SoC中常用的固定式和集中式高速缓存一致互连,全新架构的可配置性更强。NCore一致性互连IP是由相同部件和核心元件组成的分散式解决方案,因而互连IP可以扩展和缩小,以适应各种处理的要求。按这种方式分布的硬件架构,也可以改善系统的电源管理、物理实际和时序收敛。

可配置IP架构重新定义异构多核高速缓存一致性(电子工程专辑)
Ncore互联架构

1.5版本NCore互连IP可以实现一至八个完全一致性的端口(Agent),多个Snoop Filter(其大小、一致性端口的关联性都可以配置),以及可配置嵌入式Proxy Caches(也称作“I/O高速缓存”)。Arteris公司首席技术官Craig Forest表示,新技术的可配置程度很高,因而系统级芯片设计师可以自由决定一致性端口和存储器界面(memory interface)端口的数量,可以配置Snoop Filter数量和大小,以及Proxy Cache和末级高速缓存的数量和大小。利用这种分散式硬件架构,有利于物理实现,并改善时序收敛,因为它更自然地与实际的Floor Plan的约束(constrain)做到一致。

因此,芯片设计人员可以透过配置多个与协议无关、可以完全高速缓存一致的端口,实现架构高速缓存一致性互连。此外,Proxy Caches的引入提高了非高速缓存一致性(Non-cache coherent)端口的效能。非高速缓存一致性端口透过使用Proxy Cache技术可以访问高速缓存一致性的子系统,这使得包含非一致性IP在内的整个系统可以实现整体高速缓存一致性的好处。

由于可以同时支持不同的异构高速缓存一致性(heterogeneous cache coherent)协议、高速缓存状态模型和高速缓存的组织,所以新技术可以建构异构多核高速缓存一致性系统。这些功能为设计人员带来了行业中最高程度的可配置性,对于提高系统级芯片的频率、降低延迟和功耗,是有利的,从而满足每个系统的独特需要。

NCore独特的功能:

●异构一致性端口(Heterogeneous Coherent Agents) — 可以让设计人员同时实施不同的一致性协议、高速缓存状态模型和高速缓存组织,因此可以使用多家不同供应商和内部开发团队的一致性IP。

●分散式架构 — 改善布局设计和时序收敛,同时支持业界最灵活的时钟管理和电源管理。

●多个可配置的Snoop Filter — 根据系统中各种一致性端口的不同特性,可以提供多种Snoop Filter的组织、规模和关联性进行配置,减少系统中内存所占用的面积。

●Proxy Caches — 可以使得非一致性IP能达成实现整体系统的一致性。

●可扩展性 — 由于这种结构是由同样的元件来实现的,每个元件的端口数量可以配置,因而互连IP可以灵活地扩展,以满足各种处理的需要。







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