由于三重播放應用集合了話音、視頻和數(shù)據(jù)應用，因此必須采用新算法來設定其開發(fā)和系統(tǒng)優(yōu)化策略的參數(shù)。其間，開發(fā)人員要解決以下問題：構造可調(diào)整可擴展的架構、支持分布式處理、采用基于標準的設計，以及針對性能和成本進行優(yōu)化。
仔細研究一下就會發(fā)現(xiàn)，為滿足應用需求而要、面對的這些挑戰(zhàn)主要涉及兩個主題：一是連接性，從本質上說就是實現(xiàn)不同設備、板卡和系統(tǒng)之間的“快速”數(shù)據(jù)轉移；二是計算能力，指設備、板卡和系統(tǒng)中分別可用的處理資源。
運算平臺之間的連接
基于標準的設計通常比“自由發(fā)揮”的設計簡單得多，也是今天的典型設計模式。并行連接標準(PCI、PCI-X、EMIF等)雖能滿足當前需求，但若考慮到可調(diào)整性和可擴展性就有所不足了。隨著分組處理技術的不斷進步，連接標準的發(fā)展趨勢顯然傾向于高速串行連接。從圖1中就能看出這一趨勢。
諸如PCIe和GbE/XAUI之類的高速串行標準在臺式機和網(wǎng)絡行業(yè)已有應用。但無線通信設施中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對互連方面的要求又稍有不同，它要求：
1. 管腳數(shù)少；
2. 需進行底板以及芯片到芯片的連接；
3. 帶寬和速度可調(diào)；
4. 具備DMA和消息傳遞功能；
5. 支持復雜可調(diào)整的拓撲；
6. 支持多點傳送；
7. 高度可靠；
8. 支持當日時間(time of day)同步；
9. 可提供服務質量(QoS)。
圖1：向串行連接的發(fā)展趨勢。
串行RapidIO (SRIO)協(xié)議標準可輕松滿足以上大部分要求，甚至超出這些要求的標準。因此，串行RapidIO已成為無線通信基礎設備中用于數(shù)據(jù)層(data plane)互連的主流連接技術。SRIO網(wǎng)絡建立在兩個“基本模塊”基礎之上：端點設備(Endpoint)和交換設備(Switch)。端點設備負責收發(fā)數(shù)據(jù)包，交換設備負責在端口之間傳遞數(shù)據(jù)包，但不負責數(shù)據(jù)包的解釋。圖2給出了SRIO網(wǎng)絡的構建模塊。
圖2：SRIO網(wǎng)絡的構建模塊。
按規(guī)范定義，串行RapidIO有用3層架構，如圖3所示。
圖3：SRIO架構
其中包含：
物理層——負責描述器件級接口規(guī)范，例如分組傳輸機制、流量控制、電特性以及低級錯誤管理。
傳輸層——為在不同端點設備之間傳送分組提供路由信息。交換設備以基于器件的路由方式工作于傳輸層。
邏輯層——定義總體的協(xié)議和分組格式。每個分組最多包含256字節(jié)的載荷。事務通過Load、Store或DMA操作來訪問大小為34/50/66比特的地址空間。
SRIO有多種優(yōu)點。一個運行于3.125 Gbps的4通道SRIO鏈路能在完全保持數(shù)據(jù)完整性的前提下提供10 Gbps的流量。SRIO與微處理器總線類似，它在硬件中完成存儲器和器件尋址以及分組處理。這不但大大降低了用于I/O處理的開銷，減小了延遲，也增大了其相對于其他總線接口的系統(tǒng)帶寬。但與大多數(shù)其他總線接口不同的是，SRIO接口的引腳數(shù)很少，而且其基于高速串行鏈路的可調(diào)整帶寬可在1.25 - 3.125 Gbps范圍內(nèi)調(diào)整。圖4為SRIO規(guī)范的圖解。有關RapidIO規(guī)范的詳細信息，請參考http://www.rapidio.org/specs/。
圖4：SRIO規(guī)范
平臺中的運算資源
有了可配置的處理資源，開發(fā)人員就可以用硬件實現(xiàn)他們的應用，例如數(shù)據(jù)壓縮和加密算法。甚至過去只在軟件中實現(xiàn)的整套防火墻和保密應用，如今都可以在硬件上實現(xiàn)。但這樣做需要具備共享帶寬和強大處理能力的大型并行生態(tài)系統(tǒng)，也就是說，要求利用CPU、NPU、FPGA和/或ASIC進行共享式或分布式處理。構建此類系統(tǒng)時，對運算資源的一些要求包括：
1. 支持復雜拓撲的分布式處理能力；
2. 高度可靠的直接對等通信能力；
3. 多個異構操作系統(tǒng)；
4. 通過多個異構操作系統(tǒng)支持通信數(shù)據(jù)層；
5. 具有廣泛生態(tài)系統(tǒng)支持的模塊化和可擴展平臺。
SRIO協(xié)議規(guī)范和架構支持嵌入式和無線基礎設施領域中運算設備的不同要求。有了SRIO，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)結構的獨立性，部署達到運營商級可靠度、具備高級流量管理功能，并具有高性能和高吞吐量的可擴展系統(tǒng)。此外，廣泛的供應商生態(tài)系統(tǒng)也更方便設計師采用現(xiàn)貨元件構造SRIO系統(tǒng)。SRIO是一種基于分組的協(xié)議，它支持：
1. 采用分組操作(包括讀、寫和消息傳遞)實現(xiàn)數(shù)據(jù)搬移；
2. I/O非一致性功能和緩存一致性功能；
3. 通過支持數(shù)據(jù)流傳送和SAR功能實現(xiàn)高效的互通和協(xié)議封裝；
4. 通過支持數(shù)百萬條數(shù)據(jù)流、256種流量類別和有損操作實現(xiàn)一種流量管理架構；
5. 支持多事務請求流(包括配置QoS)的流量控制；
6. 為減少帶寬分配、事務預定和死鎖避免等問題而支持優(yōu)先級劃分；
7. 通過系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)、配置和學習實現(xiàn)對標準拓撲(樹型和網(wǎng)格型)和任意拓撲(菊鏈)等多種硬件拓撲方式的支持，包括支持多個主機；
8. 錯誤管理和分類(可恢復、通知和嚴重)。
串行RapidIO的IP方案
為了在通過邏輯(I/O)和傳輸層IP上的目標接口和源接口收發(fā)用戶數(shù)據(jù)時支持完全兼容的最大載荷操作，Xilinx等廠商根據(jù)最新的RapidIO v1.3規(guī)范設計了其端點IP解決方案。
圖5所示是Xilinx的一套完整的SRIO端點IP方案，它包含以下組成部分：
1. LogiCORE RapidIO 邏輯 (I/O)和傳輸層IP；
2. 緩沖層參考設計；
3. LogiCORE串行RapidIO物理層IP；
4. 寄存器管理器參考設計。
