HyperTransportHyperTransport是一個(gè)會(huì)員制的非營利性組織,主要成員有AMD、PMC-Sierra、Sun、Broadcom、nVidia、Cisco、Apple、IBM、TI、Altera、NEC、VIA和Agilent等公司,會(huì)員可以免費(fèi)使用HyperTransport技術(shù),有助于吸引更多的會(huì)員參加這個(gè)開放式的技術(shù)聯(lián)盟。
HyperTransport是一種芯片內(nèi)的高速互連總線,用于CPU和I/O、CPU和CPU之間的互連,實(shí)現(xiàn)低延遲、高帶寬和高度優(yōu)化的包處理,完全與已有標(biāo)準(zhǔn)兼容,便于平滑順暢的產(chǎn)品移植,可滿足未來對(duì)產(chǎn)品性能的要求,并可擴(kuò)展到PCI、PCI-X、PCI-Express和其他總線,具有最低的部署和使用成本。
HyperTransport與PCI軟件完全兼容,可以引導(dǎo)較早推出的操作系統(tǒng),在命令和比特級(jí)上映射到PCI、PCI-X、PCI Express。HyperTransport具有強(qiáng)大的錯(cuò)誤重試協(xié)議,可以用于更快的電氣連接;是僅有的標(biāo)準(zhǔn)I/O與低延遲存儲(chǔ)器之間的接口,只需極少的處理開銷;大多數(shù)數(shù)據(jù)包都是8字節(jié)長,便于簡化處理,當(dāng)承載用戶數(shù)據(jù)流時(shí)的處理開銷非常小;控制包的包頭只有8字節(jié),一個(gè)完整的讀請求可以很快發(fā)送;高優(yōu)先級(jí)的包不會(huì)被低優(yōu)先級(jí)的包所延遲;無須串并轉(zhuǎn)換,并且并行接口比串行接口所用的處理時(shí)鐘周期要少得多;高度可擴(kuò)展、自動(dòng)協(xié)商的接口具有優(yōu)良的電氣性能,前向時(shí)鐘和抖動(dòng)約束保證了高可靠性;采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的路由,在HyperTransport鏈上的設(shè)備可以直接通信;有16個(gè)為數(shù)據(jù)流優(yōu)化的虛擬通道,提交寫請求采用了專用的流控制方式;端到端的流傳輸模式非常適用于高度通道化的應(yīng)用;采用1.2V的低壓差分信號(hào)方式,具有很強(qiáng)的抗干擾能力,可實(shí)現(xiàn)長距離的高可靠傳輸;具有低引腳數(shù)和低功耗的特點(diǎn),可在200MHz～1.4GHz的時(shí)鐘頻率下實(shí)現(xiàn)雙倍的數(shù)據(jù)速率,相當(dāng)于400MT/s～2.8GT/s;只需一次PCB布線;簡潔的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)便于在部署時(shí)進(jìn)行優(yōu)化�，F(xiàn)在,該組織又于2月9日發(fā)布了2.0版的標(biāo)準(zhǔn),使傳輸速率達(dá)到了驚人的22.4GB/s。
Priority Request Interleaving和DirectPacket技術(shù)是實(shí)現(xiàn)低延遲的關(guān)鍵。Priority Request Interleaving的原理是,當(dāng)存在多個(gè)外設(shè)的情況下,外設(shè)A向CPU發(fā)送了一個(gè)數(shù)據(jù)串,而此時(shí)外設(shè)B可以在此數(shù)據(jù)串前插入一個(gè)優(yōu)先請求,將控制包插入到數(shù)據(jù)包的中間,從而加快響應(yīng),而且可以在數(shù)據(jù)串1還在傳輸時(shí),數(shù)據(jù)串2開始傳輸。輸入和輸出可以同時(shí)進(jìn)行,從而實(shí)現(xiàn)最低的延遲。
高效的DirectPacket技術(shù)用于處理數(shù)據(jù)流,在本地進(jìn)行包處理,用戶的數(shù)據(jù)包可以在設(shè)備之間移動(dòng),而無須經(jīng)過DMA環(huán)路。負(fù)載倉庫和包總線功能無縫地混合在一起,使負(fù)載倉庫的操作不需要額外的處理開銷�？蓴U(kuò)展為2、4、8、16或32個(gè)數(shù)據(jù)路徑,可消除延遲并適應(yīng)成本變化。
HyperTransport具有很寬的應(yīng)用范圍,從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、個(gè)人電腦、服務(wù)器、嵌入式應(yīng)用到消費(fèi)電子,都是其用武之地。該技術(shù)已經(jīng)從規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)變成了實(shí)際的產(chǎn)品,AMD、PMC-Sierra等公司已經(jīng)公布了50余個(gè)HyperTransport的產(chǎn)品,包括處理器、芯片組、圖形引擎、I/O橋、開關(guān)、FPGA等組件,協(xié)議分析儀、參考平臺(tái)、評(píng)估板等開發(fā)工具,用于測試的兼容性平臺(tái)和高速測試系統(tǒng),軟件包括驅(qū)動(dòng)程序和BIOS,由IP核、模型、仿真器和驗(yàn)證組成的硅IP。
采用HyperTransport的I/O設(shè)備包括Hub、橋、芯片組、圖形引擎、安全處理器和IP核(包括FPGA、ASIC和PHY核)。在具體應(yīng)用上,通過HyperTransport圖形引擎,HyperTransport可用于處理器連接視頻或多媒體子系統(tǒng);通過采用HyperTransport的I/O設(shè)備連接各種外設(shè),如USB、串行、并行和其他外設(shè);HyperTransport的PCI橋可以連接老式PCI設(shè)備和HyperTransport的I/O設(shè)備;在服務(wù)器中,可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)處理器之間的高速互連,連接另外的處理器集群和多種外設(shè);在路由器當(dāng)中,HyperTransport可以橋接其他高速總線。
PMC-Sierra不但是HyperTransport聯(lián)盟的初始成員,所推出的處理器也采用了Hypertransport技術(shù)。RM9150采用了8位的HyperTransport接口,支持200、300、400、500和600MHz的DDR存儲(chǔ)器,最高傳輸速度可達(dá)19.2Gb/s。在RM9000x2GL處理器中,HyperTransport總線控制器用于橋接包交換部分和外設(shè)。
Transmeta的Efficeon移動(dòng)平臺(tái)中采用了HyperTransport的I/O總線,采用點(diǎn)到點(diǎn)的LVDS接口,時(shí)鐘速率為400MHz,帶寬是PCI總線的12倍,由HyperTransport南橋連接802.11b的PCI無線設(shè)備。
Broadcom的BCM1250的PCI/HyperTransport橋可連接32位的PCI設(shè)備,采用600MHz的DDR存儲(chǔ)器時(shí),輸入和輸出的速率可同時(shí)達(dá)到9.6Gb/s,總帶寬為19.2Gb/s。
AMD的8111 I/O Hub可取代傳統(tǒng)的南橋,采用8位的HyperTransport來傳輸上行和下行數(shù)據(jù)流。
采用HyperTransport的橋接芯片包括AMD的8131,提供2個(gè)獨(dú)立的HyperTransport與PCI-X的橋接;Alliance Semiconductor的SP1011提供兩個(gè)HyperTransport與PCI 64/66的橋接,AS90L10204/10208提供雙向的PCI-X橋;VIA的K8T890北橋提供HyperTransport至PCI Express的橋,具有20個(gè)帶寬為250MB/s的通道;SiS的北橋芯片SiS756提供HyperTransport 2.0至PCI Express的橋接。
AMD的8151圖形通道用于連接Athlon處理器、AGP3.0圖像處理器和8111 I/O Hub;Ali的M1689提供了8/16個(gè)HyperTransport連接;nVidia的nForce2和nForce3的HyperTransport用于連接IGP和MCP,速度達(dá)800MHz。
在FPGA和ASIC核上,Altera的Stratix-II EP1S25 HyperTransport的IP核提供8位、500MHz的完全集成的接口;Xilinx Virtex-II提供HyperTransport IP核;GDA Technology可同時(shí)提供FPGA和ASIC格式的IP核,用于通道、主機(jī)、橋等芯片。
HyperTransport的發(fā)展當(dāng)然還離不開眾多的支持工具,安捷倫的Agilent 93000 SOC系列測試儀可對(duì)HyperTransport設(shè)備進(jìn)行測試。FuturePlus Systems提供分析、除錯(cuò)和軟硬件集成的方案,其HyperTransport連接分析儀提供目標(biāo)系統(tǒng)和Agilent的邏輯分析儀之間的機(jī)械、電氣和軟件接口,包括物理連接、匹配阻抗、適當(dāng)?shù)亩俗印r(shí)鐘和信號(hào)處理、用于觸發(fā)的32位包,軟件用于觀察數(shù)據(jù)協(xié)議、過濾數(shù)據(jù)和分析儀的處理;可以調(diào)試、驗(yàn)證、認(rèn)證和集成,直接與GDA Compliance平臺(tái)和Broadcom的開發(fā)板連接,執(zhí)行跨總線分析、顯示等功能。GDA Technology的HT8000兼容性平臺(tái)可以確認(rèn)HyperTransport設(shè)備的互操作性,具有兩個(gè)16位HyperTransport接口,配備了Xilinx Virtex FPGA,支持主機(jī)、通道、開關(guān)和陷阱配置,具有16位SPI-4.2和千兆位以太網(wǎng)連接,帶有FuturePlus Systems的HyperTransport分析探針插座。O-In Design Automation開發(fā)自動(dòng)和仿真軟件,完整的驗(yàn)證IP庫用于標(biāo)準(zhǔn)接口和通用設(shè)計(jì)部件,可以快速地驗(yàn)證模型,測試常用的RTL結(jié)構(gòu)。HyperTransport Monitor可以驗(yàn)證端點(diǎn)設(shè)備、節(jié)點(diǎn)設(shè)備和橋。MindShare公司則負(fù)責(zé)出版有關(guān)HyperTransport的書籍,并提供培訓(xùn)課程。
以上這些公司在設(shè)計(jì)、工具、測試、軟件和IP等方方面面,為促進(jìn)HyperTransport的發(fā)展上進(jìn)行著緊密的合作。值得注意的是,PMC-Sierra和Broadcom的處理器都采用了MIPS內(nèi)核,而MIPS已經(jīng)歸屬于AMD的旗下,三家的合作不僅限于HyperTransport,合作的深度和廣度要將各方的利益緊密地聯(lián)系在一起。
隨著國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的逐步發(fā)展,國內(nèi)的一些企業(yè)和學(xué)校也開始引進(jìn)和采用HyperTransport技術(shù),該組織也十分有興趣在國內(nèi)舉辦研討會(huì)等形式的活動(dòng)來推廣HyperTransport。
欲了解更多信息,請?jiān)L問www.hypertransport.org。
