IDT擴(kuò)展PCIe Gen2交換系統(tǒng)互連解決方案領(lǐng)導(dǎo)地位

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有了新的 PCIe Gen2 解決方案,IDT 能夠提供針對多主系統(tǒng)無可比擬的設(shè)計(jì)靈活性的系統(tǒng)架構(gòu)。多主用來定義具有多個(gè) CPU 聯(lián)合體的系統(tǒng),在 PCIe 術(shù)語中通常稱為“主聯(lián)合體(root complexes),它共存、通信、共享和管理系統(tǒng)資源。這樣的系統(tǒng)也被稱為多域系統(tǒng),因?yàn)槊總(gè) CPU 聯(lián)合體都是 PCIe 域的主聯(lián)合體。

PCIe 是由具有單主(主聯(lián)合體)和多個(gè)端點(diǎn)的樹狀拓?fù)涠x的。主和端點(diǎn)之間可以直接或通過 PCIe 交換器連接。每個(gè)域中的主聯(lián)合體都負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn) PCIe 設(shè)備、運(yùn)行中的枚舉和管理,包括地址和內(nèi)存空間的管理。圖 1是一個(gè)簡單的 PCIe 域及其元件的實(shí)例。

雖然由PCIe 規(guī)范定義的單主拓?fù)涮峁┝艘粋(gè)處理聯(lián)合體與本地 I/O 之間可擴(kuò)展、低功耗和高性能連接,但一個(gè)系統(tǒng)中處理能力需求的增加和對補(bǔ)充處理單元的需求(中央處理器、管理處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和安全處理器等)使一個(gè)系統(tǒng)中處理器的數(shù)量超過了一個(gè)主,先進(jìn)的 PCIe 交換架構(gòu)需要提供:

• 支持多主與主之間的通信
• 動(dòng)態(tài)資源映射和共享:I/O和外設(shè)計(jì)算元素
• 計(jì)算和智能 I/O 元素間一致且有效的一對多數(shù)據(jù)分布
• 跨多種尺寸和能力的可預(yù)測線速性能
• 低功耗
• 高可靠性、可用性、可維護(hù)性(RAS) 和安全性
• 利用現(xiàn)有的硬件、固件和軟件生態(tài)系統(tǒng)

新系列 IDT PCIe 系統(tǒng)互連交換解決方案內(nèi)在的創(chuàng)新基礎(chǔ)是公司先進(jìn)的交換架構(gòu),它可以將一個(gè)物理交換器在邏輯上劃分為多個(gè)邏輯子交換器,每個(gè)子交換器都有子交換分區(qū)作為獨(dú)立的域,完全符合 PCIe 協(xié)議和規(guī)范。新的交換器通過提供更多分區(qū)/域之間通信的功能,包括通過直接內(nèi)存訪問(DMA)和支持多播或廣播數(shù)據(jù)傳輸?shù)南冗M(jìn)數(shù)據(jù)處理補(bǔ)充了架構(gòu)的創(chuàng)新。最后,所提供的交換器的復(fù)位和時(shí)鐘邏輯可以確保每個(gè)交換器分區(qū)運(yùn)行完全符合獨(dú)立于所有其他分區(qū)的規(guī)范。

IDT 公司首創(chuàng)了第一個(gè) PCIe 交換解決方案,通過建立一個(gè)分區(qū)交換架構(gòu)提供了多主支持。這種先進(jìn)架構(gòu)確保了一個(gè)物理器件作為多個(gè)邏輯交換器運(yùn)行,每個(gè)邏輯交換功能完全符合 PCIe 域,下圖所示。該架構(gòu)支持多達(dá) 8 個(gè)不同 PCIe 域和主聯(lián)合體,能夠在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)上安排和分配交換器端口和連接。這種強(qiáng)大的架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)以往 PCIe 無法實(shí)現(xiàn)的許多應(yīng)用:

● 取代多個(gè)有一個(gè)交換器的分立 PCIe 交換器,以節(jié)省功耗、空間并降低成本
● 靈活的槽映射,以取代PCIe信號(hào)交換器
● 高可用性系統(tǒng)的端口故障恢復(fù),以實(shí)現(xiàn)比可移動(dòng)上行端口更大的靈活性
● 帶寬平衡以優(yōu)化系統(tǒng)資源配置

利用分區(qū)交換架構(gòu)提供的多達(dá) 8 個(gè)獨(dú)立的主聯(lián)合體支持,IDT 系列通過配置多達(dá) 8 個(gè)非透明橋(NTB)功能的新系列交換器擴(kuò)展了系統(tǒng)功能,實(shí)現(xiàn)交換分區(qū)和 PCIe 域之間的通信。交換器內(nèi)的非透明橋功能實(shí)現(xiàn)了主聯(lián)合體隔離和地址轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)如下圖所示的域間處理器間的通信。

如上圖所示,IDT 交換器為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了兩個(gè) DMA 控制器,為整個(gè)系統(tǒng)的高效數(shù)據(jù)移動(dòng)創(chuàng)建了中央位置,并從管理數(shù)據(jù)移動(dòng)卸載處理資源。DMA 傳輸由內(nèi)部和各交換分區(qū)和 PCIe 域支持。

IDT 分區(qū)交換架構(gòu)、非透明橋和 DMA 功能的強(qiáng)大組合還為多主故障恢復(fù)提供了業(yè)界最佳支持。與以往或同類僅由雙主機(jī)故障恢復(fù)的交換器不同,IDT 解決方案可以利用一個(gè)主機(jī)(主)對系統(tǒng)中任何其他主聯(lián)合體或主聯(lián)合體組合進(jìn)行全狀態(tài)和無狀態(tài)故障恢復(fù)。

新增的數(shù)據(jù)移動(dòng)功能支持 PCIe 多播。IDT 推出了第一款 PCIe 多播器件,擴(kuò)展了在交換器分區(qū)和 PCIe 域內(nèi)及之間支持多播信息傳輸?shù)男孪盗薪粨Q器的重要功能。

最后,IDT 的交換解決方案通過智能管理系統(tǒng)計(jì)時(shí)和復(fù)位功能解決了關(guān)鍵的多主系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題,有助于交換分區(qū)和 PCIe 域完全獨(dú)立運(yùn)行。每個(gè)系統(tǒng)分區(qū)和域能夠在無需任何其他 PCIe 域全局交換器影響的情況下復(fù)位。同樣,IDT 通過解決 PCIe 系統(tǒng)中關(guān)鍵的系統(tǒng)計(jì)時(shí)問題,利用其豐富的硅計(jì)時(shí)產(chǎn)品組合,支持了多個(gè)時(shí)鐘域。IDT 解決方案獨(dú)特地支持了端口參考時(shí)鐘,可用來代替全球系統(tǒng)時(shí)鐘,使每端口時(shí)鐘隔離,實(shí)現(xiàn)多個(gè)時(shí)鐘域,包括用于支持業(yè)界最靈活時(shí)鐘架構(gòu)擴(kuò)頻時(shí)鐘(SSC),如下圖所示。

PCI Express 是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu),與以往的 PCI-X 和 PCI 標(biāo)準(zhǔn)向后兼容。隨著協(xié)議的高度可擴(kuò)展,PCI、PCI-X 和更多最近發(fā)布的 PCIe 都成為了計(jì)算、通信和嵌入式系統(tǒng)芯片到芯片互連事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn),可提供低成本和低功耗互連解決方案。創(chuàng)新的架構(gòu)和信新的 IDT PCIe Gen2 交換解決方案系列符合該規(guī)范,可提供與 PCIe Gen2、PCI-X 和 PCI 向后兼容的 PCIe Gen2連接。新系列 IDT 解決方案是業(yè)界首款符合 PCIe 基礎(chǔ)規(guī)范 2.1 修訂版兼容的產(chǎn)品。

利用 8 至 24 端口和 12 至 32 通道的交換配置和豐富的功能集,包括 DMA、多個(gè) NTB,每端口時(shí)鐘和支持多主系統(tǒng)操作的分區(qū)架構(gòu)多播,新系列 IT 交換器適合廣泛的通信、嵌入式和存儲(chǔ)應(yīng)用。總之,任何為實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)處理單元間高性能連接,以及尋求空間和功耗效率關(guān)鍵的應(yīng)用領(lǐng)域中各自域和域間通信支持的應(yīng)用,都將從 IDT PCIe Gen2 交換解決方案中受益。

 

作者:IDT產(chǎn)品營銷經(jīng)理 Matt Jones   來源:21IC電子網(wǎng)

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