JP2007272871A - Information processing apparatus and data communication method - Google Patents

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Koji Oshikiri
幸治 押切
Noriyuki Terao
典之 寺尾
Junichi Ikeda
純一 池田
Mitsuhiro Oizumi
充弘 大泉
Satoru Numakura
覚 沼倉
Yutaka Yoneda
豊 米田
Tomonori Tanaka
智憲 田中
Hiroyuki Kanehara
弘幸 金原
Keiichi Iwasaki
敬一 岩崎
Toshihiro Tsukagoshi
敏弘 塚越
Itsuki Hamaguchi
巖 浜口
Hidetake Tanaka
秀岳 田中
Naoki Tsumura
直樹 津村
Hiroo Kitagawa
博雄 北川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information processing apparatus and a data communication method for freely expanding devices having various traffics of different characteristics with respect to a high-speed serial switch fabric. <P>SOLUTION: The information processing apparatus 1 includes a plurality of devices 3-12 connected thereto through the high-speed serial switch fabric 2 capable of mapping a traffic class that can differentiate traffics onto a virtual channel. In data communication between the devices 3-12, the traffic class is set for each group according to a group table in which the data communication is classified into groups based on properties of a traffic between the devices 3-12, and each of the set traffic classes is assigned to different virtual channels and given a priority of data communication. This allows for freely expanding of the devices 3-12 having various traffics of different characteristics with respect to the high-speed serial switch fabric 2. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、トラフィックの差別化を行うことができるトラフィッククラスを仮想チャネルに対してマッピング可能な高速シリアルスイッチファブリックを介して複数のデバイスを接続した情報処理装置およびデータ通信方法に関する。   The present invention relates to an information processing apparatus and a data communication method in which a plurality of devices are connected via a high-speed serial switch fabric capable of mapping a traffic class capable of differentiating traffic to a virtual channel.

一般に、画像データやその他のデータを扱うデジタル複写機、複合機(MFP)等の情報処理装置では、デバイス間のインタフェースにPCIバスが使用されている。   In general, in an information processing apparatus such as a digital copying machine or a multifunction peripheral (MFP) that handles image data and other data, a PCI bus is used as an interface between devices.

しかし、パラレル方式のPCIバスでは、レーシングやスキューなどの問題があり、高速・高画質の画像形成装置に使用するには、転送レートが低い段階にきており、最近では、PCIバスのようなパラレル方式のインタフェースに代えて、IEEE1394やUSB等の高速シリアルインタフェースの使用が検討されている。例えば、特許文献1によれば、内部インタフェースとして、IEEE1394やUSB等の高速シリアルインタフェースを使用することが提案されている。   However, the parallel PCI bus has problems such as racing and skew, and the transfer rate has been low for use in high-speed and high-quality image forming apparatuses. The use of a high-speed serial interface such as IEEE1394 or USB is being considered in place of the parallel interface. For example, according to Patent Document 1, it is proposed to use a high-speed serial interface such as IEEE1394 or USB as an internal interface.

また、他の高速シリアルインタフェースとして、PCIバス方式の後継規格に当るPCI Express(登録商標)なるインタフェースも提案され、実用化の段階にきている(例えば、非特許文献1参照)。このPCI Expressシステムは、概略的には、例えば非特許文献1中の図1等に示されるようなルートコンプレックス−スイッチ(任意階層)−デバイス等のツリー構造(木構造)によるデータ通信網として構成されている。   As another high-speed serial interface, an interface called PCI Express (registered trademark), which is a successor to the PCI bus system, has been proposed and has been put to practical use (for example, see Non-Patent Document 1). This PCI Express system is schematically configured as a data communication network having a tree structure (tree structure) such as a root complex-switch (arbitrary hierarchy) -device as shown in FIG. Has been.

さらに、近年においては、PCI Express アーキテクチャに基づく高速シリアルスイッチファブリックであるAdvanced Switching Interconnect規格も策定されている。このAdvanced Switching Interconnectは、PCI Expressの高速シリアル伝送の物理層とリンク層の技術をそのまま採用しつつ、より広範囲なアプリケーションに対応できるようにしたものであり、その接続対象はChip-to-Chip, Board-to-Boardを想定している。このAdvanced Switching Interconnectによれば、トラフィッククラスを仮想チャネルに対してマッピングすることにより、トラフィックの差別化(優先度をつける)を行うことができる。   In recent years, the Advanced Switching Interconnect standard, which is a high-speed serial switch fabric based on the PCI Express architecture, has been formulated. This Advanced Switching Interconnect is designed to support a wider range of applications while directly adopting the physical layer and link layer technologies of PCI Express high-speed serial transmission, and its connection target is Chip-to-Chip, Assume Board-to-Board. According to this Advanced Switching Interconnect, traffic can be differentiated (prioritized) by mapping a traffic class to a virtual channel.

特開2001−016382号公報JP 2001-016382 A “PCI Express 規格の概要”Interface誌、July’2003 里見尚志“Outline of PCI Express Standard” Interface, July’2003 Naoshi Satomi

ところが、デバイス間のインタフェースとしてPCI Expressなるインタフェースを用いた場合であっても、解決せねばならない問題がある。概略的には、トラフィック制御が不十分である点、マルチホストが不可である点、拡張性の制限がある点などである。   However, even when a PCI Express interface is used as an interface between devices, there is a problem that must be solved. In general, traffic control is insufficient, multi-host is not possible, scalability is limited, and the like.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速シリアルスイッチファブリックを用いると共に、様々な性質の異なるトラフィックを持つデバイスを高速シリアルスイッチファブリックに対して自由に拡張することができる情報処理装置およびデータ通信方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and is an information processing apparatus that uses a high-speed serial switch fabric and can freely expand devices having various different traffic characteristics to the high-speed serial switch fabric. It is another object of the present invention to provide a data communication method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、トラフィックの差別化を行うことができるトラフィッククラスを仮想チャネルに対してマッピング可能な高速シリアルスイッチファブリックを介して複数のデバイスを接続した情報処理装置において、前記各デバイス間のデータ通信を、前記各デバイス間のトラフィックの性質に基づいてグループに分類したグループテーブルと、このグループテーブルに従って前記グループ毎に前記トラフィッククラスを設定するトラフィッククラス設定手段と、このトラフィッククラス設定手段により設定された前記各トラフィッククラスを、異なる前記仮想チャネルにそれぞれ割り当ててデータ通信の優先度を与えるチャネル設定手段と、を備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention according to claim 1 is directed to a plurality of traffic classes capable of differentiating traffic via a high-speed serial switch fabric capable of mapping to a virtual channel. In the information processing apparatus to which the devices are connected, a group table in which data communication between the devices is classified into groups based on the nature of the traffic between the devices, and the traffic class for each group according to the group table. Traffic class setting means for setting, and channel setting means for assigning the traffic classes set by the traffic class setting means to the different virtual channels and giving priority to data communication.

また、請求項2にかかる発明は、請求項1記載の情報処理装置において、前記高速シリアルスイッチファブリックは、Advanced Switching Interconnect規格のスイッチファブリックである。   According to a second aspect of the present invention, in the information processing apparatus according to the first aspect, the high-speed serial switch fabric is a switch fabric of an Advanced Switching Interconnect standard.

また、請求項3にかかる発明は、請求項1または2記載の情報処理装置において、一定の時間内にデータを送信する必要がある等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する。   According to a third aspect of the present invention, in the information processing apparatus according to the first or second aspect, traffic having isochronous restrictions that require data to be transmitted within a certain time is classified as a group.

また、請求項4にかかる発明は、請求項3記載の情報処理装置において、ライン同期信号単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the information processing apparatus according to the third aspect, traffic having isochronous restrictions in units of line synchronization signals is classified as a group.

また、請求項5にかかる発明は、請求項3記載の情報処理装置において、ページ単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する。   According to a fifth aspect of the present invention, in the information processing apparatus according to the third aspect, traffic having isochronous restrictions in units of pages is classified as a group.

また、請求項6にかかる発明は、請求項3ないし5のいずれか一記載の情報処理装置において、前記等時性制約がないトラフィックについて、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類する。   According to a sixth aspect of the present invention, in the information processing apparatus according to any one of the third to fifth aspects, the traffic having no isochronous restriction is classified into groups according to a lossless / lossy data compression method.

また、請求項7にかかる発明は、請求項6記載の情報処理装置において、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類する場合、ASI(Advanced Switchi
ng Interconnect)パケットのPerishable bitを参照する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the information processing apparatus according to the sixth aspect, when the group classification is performed according to the lossless / lossy data compression method, the ASI (Advanced Switchi
ng Interconnect) Refers to the Perishable bit of the packet.

また、請求項8にかかる発明は、トラフィックの差別化を行うことができるトラフィッククラスを仮想チャネルに対してマッピング可能な高速シリアルスイッチファブリックを介して複数のデバイスを接続した情報処理装置におけるデータ通信方法であって、前記各デバイス間のデータ通信を、前記各デバイス間のトラフィックの性質に基づいてグループに分類したグループテーブルに従って前記グループ毎に前記トラフィッククラスを設定するトラフィッククラス設定工程と、このトラフィッククラス設定工程により設定された前記各トラフィッククラスを、異なる前記仮想チャネルにそれぞれ割り当ててデータ通信の優先度を与えるチャネル設定工程と、を含む。   The invention according to claim 8 is a data communication method in an information processing apparatus in which a plurality of devices are connected via a high-speed serial switch fabric capable of mapping a traffic class capable of performing traffic differentiation to a virtual channel. A traffic class setting step for setting the traffic class for each group according to a group table in which data communication between the devices is classified into groups based on the nature of traffic between the devices, and the traffic class A channel setting step of assigning each of the traffic classes set by the setting step to different virtual channels and giving priority to data communication.

また、請求項9にかかる発明は、請求項8記載のデータ通信方法において、前記高速シリアルスイッチファブリックは、Advanced Switching Interconnect規格のスイッチファブリックである。   The invention according to claim 9 is the data communication method according to claim 8, wherein the high-speed serial switch fabric is a switch fabric of an Advanced Switching Interconnect standard.

また、請求項10にかかる発明は、請求項8または9記載のデータ通信方法において、一定の時間内にデータを送信する必要がある等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する。   According to a tenth aspect of the present invention, in the data communication method according to the eighth or ninth aspect, traffic having isochronous restrictions that require data to be transmitted within a predetermined time is classified as a group.

また、請求項11にかかる発明は、請求項10記載のデータ通信方法において、ライン同期信号単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する。   According to the eleventh aspect of the present invention, in the data communication method according to the tenth aspect, traffic having isochronous restrictions in units of line synchronization signals is classified as a group.

また、請求項12にかかる発明は、請求項10記載のデータ通信方法において、ページ単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the data communication method according to the tenth aspect, traffic having isochronous restrictions in units of pages is classified as a group.

また、請求項13にかかる発明は、請求項10ないし12のいずれか一記載のデータ通信方法において、前記等時性制約がないトラフィックについて、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類する。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the data communication method according to any one of the tenth to twelfth aspects, the traffic having no isochronous restriction is classified into groups according to a lossless / lossy data compression method.

また、請求項14にかかる発明は、請求項13記載のデータ通信方法において、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類する場合、ASI(Advanced Switching Interconnect)パケットのPerishable bitを参照する。   The invention according to claim 14 refers to the perishable bit of an ASI (Advanced Switching Interconnect) packet when performing group classification according to the lossless / lossy data compression method in the data communication method according to claim 13.

請求項1にかかる発明によれば、各デバイス間のデータ通信に際して、各デバイス間のトラフィックの性質に基づいてグループに分類したグループテーブルに従ってグループ毎にトラフィッククラスを設定し、設定された各トラフィッククラスを異なる仮想チャネルにそれぞれ割り当ててデータ通信の優先度を与えることにより、様々な性質の異なるトラフィックを持つデバイスを高速シリアルスイッチファブリックに対して自由に拡張することができるという効果を奏する。   According to the first aspect of the present invention, in the data communication between the devices, the traffic class is set for each group according to the group table classified into groups based on the nature of the traffic between the devices. By assigning each to different virtual channels and giving priority to data communication, it is possible to freely expand a device having various types of traffic to the high-speed serial switch fabric.

また、請求項2にかかる発明によれば、高速シリアルスイッチファブリックは、Advanced Switching Interconnect規格のスイッチファブリックであることにより、デバイス間の通信速度の高速化を図ることができる。また、各種上位プロトコルをトンネルさせることにより、TCP/IP等の通信を通常のEthernetの処理よりも高速に実現する局所システムを構築することができる。更に、ファブリック構造への対応などでシステムに冗長性を持たせてロバスト性を向上させたり、動的なルーティングパスの切り替えができるようになる。   According to the second aspect of the present invention, the high-speed serial switch fabric is an advanced switching interconnect standard switch fabric, so that the communication speed between devices can be increased. In addition, by tunneling various higher level protocols, it is possible to construct a local system that realizes communication such as TCP / IP at a higher speed than normal Ethernet processing. Furthermore, it is possible to improve the robustness by providing the system with redundancy by adapting to the fabric structure, etc., and to dynamically switch the routing path.

また、請求項3にかかる発明によれば、一定の時間内にデータを送信する必要がある等時性制約があるトラフィックをグループとして分類することにより、スキャナやプロッタのようなデバイスからの等時性制約があるトラフィックの優先度を等時性制約がないトラフィックよりも高くすることができるので、混在時におけるスキャナやプロッタなどの等時性を確保することができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 3, isochronous traffic from devices such as scanners and plotters is classified as a group by classifying traffic having isochronous restrictions that require data transmission within a certain period of time. Since the priority of traffic with the reliability constraint can be made higher than that of the traffic without the isochronous constraint, there is an effect that the isochronism of the scanner, the plotter, etc. can be ensured in the mixed state.

また、請求項4にかかる発明によれば、ライン同期信号単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類することにより、スキャナやプロッタのようなデバイスからのライン同期信号単位で等時性制約があるトラフィックの優先度をページ単位で等時性制約があるトラフィックよりも高くすることができるので、混在時におけるスキャナやプロッタなどの等時性を確保することができるという効果を奏する。   According to the invention according to claim 4, by isolating the traffic having isochronous restrictions in units of line synchronization signals as a group, isochronous restrictions in units of line synchronization signals from devices such as scanners and plotters. Since the priority of certain traffic can be made higher than the traffic having isochronous restrictions on a page basis, it is possible to ensure isochronism of scanners, plotters, and the like when mixed.

また、請求項5にかかる発明によれば、ページ単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類することにより、ページ単位で等時性制約があるトラフィックの優先度を等時性制約がないトラフィックよりも高くすることができるので、混在時における等時性を確保することができるという効果を奏する。   Further, according to the invention according to claim 5, by classifying traffic having isochronous restrictions in units of pages as a group, priority of traffic having isochronous restrictions in units of pages has no isochronous restrictions. Since it can be made higher than the traffic, there is an effect that it is possible to ensure isochronism at the time of mixing.

また、請求項6にかかる発明によれば、等時性制約がないトラフィックについて、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類することにより、等時性制約がなくともロスレスのグループを優先的にデータ通信することができるという効果を奏する。   Further, according to the invention of claim 6, by classifying the traffic having no isochronous restriction according to the lossless / lossy data compression method, the lossless group is given priority even without the isochronous restriction. There is an effect that data communication is possible.

また、請求項7にかかる発明によれば、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類する場合、ASI(Advanced Switching Interconnect)パケットのPerishable bitを参照することにより、ロスレス/ロッシーの識別が容易になるという効果を奏する。   According to the invention of claim 7, when group classification is performed according to the lossless / lossy data compression method, the lossless / lossy identification can be easily made by referring to the Perishable bit of the ASI (Advanced Switching Interconnect) packet. The effect of becoming.

また、請求項8にかかる発明によれば、各デバイス間のデータ通信に際して、各デバイス間のトラフィックの性質に基づいてグループに分類したグループテーブルに従ってグループ毎にトラフィッククラスを設定し、設定された各トラフィッククラスを異なる仮想チャネルにそれぞれ割り当ててデータ通信の優先度を与えることにより、様々な性質の異なるトラフィックを持つデバイスを高速シリアルスイッチファブリックに対して自由に拡張することができるという効果を奏する。   Further, according to the invention of claim 8, when data communication is performed between the devices, the traffic class is set for each group according to the group table classified into groups based on the nature of the traffic between the devices. By assigning traffic classes to different virtual channels and giving priority to data communication, it is possible to freely expand devices having different traffic characteristics to the high-speed serial switch fabric.

また、請求項9にかかる発明によれば、高速シリアルスイッチファブリックは、Advanced Switching Interconnect規格のスイッチファブリックであることにより、デバイス間の通信速度の高速化を図ることができる。また、各種上位プロトコルをトンネルさせることにより、TCP/IP等の通信を通常のEthernetの処理よりも高速に実現する局所システムを構築することができる。更に、ファブリック構造への対応などでシステムに冗長性を持たせてロバスト性を向上させたり、動的なルーティングパスの切り替えができるようになる。   According to the invention of claim 9, the high-speed serial switch fabric is a switch fabric of the Advanced Switching Interconnect standard, so that the communication speed between devices can be increased. In addition, by tunneling various higher level protocols, it is possible to construct a local system that realizes communication such as TCP / IP at a higher speed than normal Ethernet processing. Furthermore, it is possible to improve the robustness by providing the system with redundancy by adapting to the fabric structure, etc., and to dynamically switch the routing path.

また、請求項10にかかる発明によれば、一定の時間内にデータを送信する必要がある等時性制約があるトラフィックをグループとして分類することにより、スキャナやプロッタのようなデバイスからの等時性制約があるトラフィックの優先度を等時性制約がないトラフィックよりも高くすることができるので、混在時におけるスキャナやプロッタなどの等時性を確保することができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 10, isochronous traffic from devices such as scanners and plotters is classified as a group by classifying traffic having isochronous restrictions that require data transmission within a certain period of time. Since the priority of traffic with the reliability constraint can be made higher than that of the traffic without the isochronous constraint, there is an effect that the isochronism of the scanner, the plotter, etc. can be ensured in the mixed state.

また、請求項11にかかる発明によれば、ライン同期信号単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類することにより、スキャナやプロッタのようなデバイスからのライン同期信号単位で等時性制約があるトラフィックの優先度をページ単位で等時性制約があるトラフィックよりも高くすることができるので、混在時におけるスキャナやプロッタなどの等時性を確保することができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 11, isochronous constraints in units of line synchronization signals from devices such as scanners and plotters are classified as a group of traffic having isochronous constraints in units of line synchronization signals. Since the priority of certain traffic can be made higher than the traffic having isochronous restrictions on a page basis, it is possible to ensure isochronism of scanners, plotters, and the like when mixed.

また、請求項12にかかる発明によれば、ページ単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類することにより、ページ単位で等時性制約があるトラフィックの優先度を等時性制約がないトラフィックよりも高くすることができるので、混在時における等時性を確保することができるという効果を奏する。   Further, according to the invention of claim 12, by classifying traffic having isochronous restrictions in units of pages as a group, priority of traffic having isochronous restrictions in units of pages has no isochronous restrictions. Since it can be made higher than the traffic, there is an effect that it is possible to ensure isochronism at the time of mixing.

また、請求項13にかかる発明によれば、等時性制約がないトラフィックについて、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類することにより、等時性制約がなくともロスレスのグループを優先的にデータ通信することができるという効果を奏する。   According to the invention of claim 13, by classifying traffic having no isochronous restriction according to the lossless / lossy data compression method, a lossless group is given priority even if there is no isochronous restriction. There is an effect that data communication is possible.

また、請求項14にかかる発明によれば、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類する場合、ASI(Advanced Switching Interconnect)パケットのPerishable bitを参照することにより、ロスレス/ロッシーの識別が容易になるという効果を奏する。   According to the fourteenth aspect of the present invention, when group classification is performed according to the lossless / lossy data compression method, the lossless / lossy identification can be easily made by referring to the Perishable bit of the ASI (Advanced Switching Interconnect) packet. The effect of becoming.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる情報処理装置およびデータ通信方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of an information processing apparatus and a data communication method according to the present invention are explained in detail below with reference to the accompanying drawings.

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。以下では、PCI Expressの詳細について、[PCI Express規格の概要]〜[PCI Express のアーキテクチャの詳細]の欄で説明し、PCI Expressの技術を活用したAdvanced Switchについて、[Advanced Switchとは]〜[Advanced Switch技術の特徴]の欄で説明し、本実施の形態の情報処理装置について、[情報処理装置の構成]〜[動作例]の欄で説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, details of PCI Express will be explained in the [Outline of PCI Express Standard]-[Detailed Architecture of PCI Express] columns, and Advanced Switch using PCI Express technology [What is Advanced Switch]-[ The information processing apparatus according to the present embodiment will be described in the “Advanced Switch technology features” column, and the “information processing apparatus configuration” to “operation example” columns will be described.

[PCI Express規格の概要]
まず、本実施の形態は高速シリアルバスの一つであるPCI Express(登録商標)を利用するものであり、本実施の形態の前提として当該PCI Express規格の概要について、非特許文献1の一部抜粋により説明する。ここに、高速シリアルバスとは、1本の伝送路を用いてシリアル(直列)伝送により高速(100Mbps程度以上)にデータをやり取りすることができるインタフェースを意味する。
[Outline of PCI Express standard]
First, this embodiment uses PCI Express (registered trademark), which is one of high-speed serial buses. As an assumption of this embodiment, an outline of the PCI Express standard is a part of Non-Patent Document 1. Explained with excerpts. Here, the high-speed serial bus means an interface capable of exchanging data at high speed (about 100 Mbps or more) by serial (serial) transmission using a single transmission line.

PCI Expressは、PCIの後継規格としてコンピュータ全般に通用する標準拡張バスとして規格化されたバスであり、概略的には、低電圧差動信号伝送、ポイントツーポイントで送受信独立の通信チャネル、パケット化されたスプリットトランザクション、リンク構成の違いによる高いスケーラビリティなどの特徴を持つ。   PCI Express is a standardized expansion bus that can be used for all computers as a successor to PCI. In general, low-voltage differential signal transmission, point-to-point independent communication channels, and packetization Split transactions and high scalability due to differences in link configuration.

図1に既存のPCIシステム、図2にPCI Expressシステムの各々の構成例を示す。既存のPCIシステムにあっては、CPU100やAGPグラフィックス101やメモリ102が接続されたホストブリッジ103に対して、PCI-X(PCIの上位互換規格)デバイス104a,104bがPCI-Xブリッジ105aを介して接続されたり、PCIデバイス104c,104dが接続されたPCIブリッジ105bやPCIバススロット106が接続されたPCIブリッジ107がPCIブリッジ105cを介して接続されたりしたツリー構造(木構造)とされている。   FIG. 1 shows a configuration example of an existing PCI system, and FIG. 2 shows a configuration example of a PCI Express system. In an existing PCI system, PCI-X (PCI upward compatible standard) devices 104a and 104b connect a PCI-X bridge 105a to a host bridge 103 to which a CPU 100, AGP graphics 101, and memory 102 are connected. Or a PCI bridge 105b to which the PCI devices 104c and 104d are connected and a PCI bridge 107 to which the PCI bus slot 106 is connected are connected via the PCI bridge 105c (tree structure). Yes.

これに対して、PCI Expressシステムにあっては、CPU110やメモリ111が接続されたルートコンプレックス112に対して、PCI Expressグラフィックス113がPCI Express114aにより接続され、また、エンドポイント115aやレガシーエンドポイント116aがPCI Express114bにより接続されたスイッチ117aがPCI Express114cにより接続され、さらには、エンドポイント115bやレガシーエンドポイント116bがPCI Express114dにより接続されたスイッチ117bやPCIバススロット118が接続されたPCIブリッジ119がPCI Express114eにより接続されたスイッチ117cがPCI Express114fにより接続されたツリー構造(木構造)とされている。   On the other hand, in the PCI Express system, the PCI Express graphics 113 is connected by the PCI Express 114a to the root complex 112 to which the CPU 110 and the memory 111 are connected, and the endpoint 115a and the legacy endpoint 116a. PCI Express 114b connects the switch 117a to which the PCI Express 114b is connected, and the PCI bridge 119 to which the switch 117b to which the endpoint 115b and the legacy endpoint 116b are connected by the PCI Express 114d and the PCI bus slot 118 are connected. The switch 117c connected by the Express 114e has a tree structure (tree structure) connected by the PCI Express 114f.

実際に想定されるPCI Expressプラットホーム例を図3に示す。図示例は、デスクトップ/モバイルへの適用例を示し、CPU121がCPUホストバス122により接続され、メモリ123が接続されたメモリハブ124(ルートコンプレックスに相当する)に対して、例えば、グラフィックス125がx16のPCI Express126aにより接続され、また、変換機能を有するI/Oハブ127がPCI Express126bにより接続されている。このI/Oハブ127には、例えば、Serial ATA128によりストレージ129が接続され、LPC130によりローカルI/O131が接続され、USB 2.0132やPCIバススロット133が接続されている。さらには、I/Oハブ127には、PCI Express126cによりスイッチ134が接続され、このスイッチ134には、各々、PCI Express126d,126e,126fによりモバイルドック135、ギガビットイーサネット136(イーサネットは登録商標)、アドインカード137が接続されている。   An example of an actually assumed PCI Express platform is shown in FIG. The illustrated example shows an application example to desktop / mobile. For example, graphics 125 is x16 with respect to a memory hub 124 (corresponding to a root complex) to which a CPU 121 is connected by a CPU host bus 122 and a memory 123 is connected. PCI Express 126a and an I / O hub 127 having a conversion function are connected by PCI Express 126b. For example, a storage 129 is connected to the I / O hub 127 by a Serial ATA 128, a local I / O 131 is connected by an LPC 130, and a USB 2.0 132 and a PCI bus slot 133 are connected. Further, a switch 134 is connected to the I / O hub 127 by a PCI Express 126c, and the mobile dock 135, Gigabit Ethernet 136 (Ethernet is a registered trademark), and an add-in are connected to the switch 134 by PCI Express 126d, 126e, and 126f, respectively. A card 137 is connected.

即ち、PCI Expressシステムでは、従来のPCI,PCI-X,AGPといったバスがPCI Expressで置き換わり、既存のPCI/PCI-Xデバイスを接続するためにブリッジが使用される。チップセット間の接続もPCI Express接続となり、IEEE1394,Serial ATA,USB 2.0などの既存のバスはI/OハブによりPCI Expressに接続される。   That is, in the PCI Express system, the conventional PCI, PCI-X, AGP bus is replaced with PCI Express, and a bridge is used to connect an existing PCI / PCI-X device. Connection between chipsets is also PCI Express connection, and existing buses such as IEEE1394, Serial ATA, and USB 2.0 are connected to PCI Express by an I / O hub.

[PCI Expressの構成要素]
A.ポート(Port)/レーン(Lane)/リンク(Link)
図4に物理層の構造を示す。ポートは、物理的には同一半導体内にあり、リンクを形成するトランスミッタ/レシーバの集合で、論理的にはコンポーネント・リンク間を1対1で接続(ポイント・ツー・ポイント)するインタフェースを意味する。転送レートは、例えば片方向2.5Gbpsとされている。レーンは、例えば0.8Vの差動信号ペアのセットで、送信側の信号ペア(2本)、受信側の信号ペア(2本)からなる。リンクは、2つのポートとその間を結ぶレーンの集まりであり、コンポーネント間のデュアルシンプレックス通信バスである。「xNリンク」はN本のレーンから構成され、現在の規格では、N=1,2,4,8,16,32が定義されている。図示例は、x4リンク例である。例えば、図5に示すように、デバイスA,B間を結ぶこのレーン幅Nを可変することにより、スケーラブルなバンド幅を構成することが可能となる。
[Components of PCI Express]
A. Port / Lane / Link
FIG. 4 shows the structure of the physical layer. A port is a set of transmitters / receivers that are physically in the same semiconductor and form a link, and logically means an interface that connects component links in a one-to-one relationship (point-to-point). . The transfer rate is, for example, 2.5 Gbps in one direction. The lane is, for example, a set of 0.8 V differential signal pairs, and includes a transmission-side signal pair (two) and a reception-side signal pair (two). A link is a collection of lanes connecting two ports and the two ports, and is a dual simplex communication bus between components. The “xN link” is composed of N lanes, and N = 1, 2, 4, 8, 16, 32 are defined in the current standard. The illustrated example is an x4 link example. For example, as shown in FIG. 5, by changing the lane width N connecting the devices A and B, a scalable bandwidth can be configured.

B.ルートコンプレックス(Root Complex)
ルートコンプレックス112は、I/O構造の最上位に位置し、CPUやメモリサブシステムをI/Oに接続する。ブロック図などでは、図3に示すように、「メモリハブ」と記述されることが多い。ルートコンプレックス112(又は、124)は、1つ以上のPCI Expressポート(ルートポート)(図2中では、ルートコンプレックス112中の四角で示す)を持ち、各々のポートは独立したI/O階層ドメインを形成する。I/O階層ドメインは、単純なエンドポイントである場合(例えば、図2中のエンドポイント115a側の例)や、多数のスイッチやエンドポイントから形成される場合(例えば、図2中のエンドポイント115bやスイッチ117b,115c側の例)がある。
B. Root Complex
The root complex 112 is located at the highest level of the I / O structure, and connects the CPU and the memory subsystem to the I / O. In a block diagram or the like, as shown in FIG. 3, it is often described as “memory hub”. The root complex 112 (or 124) has one or more PCI Express ports (root ports) (indicated by squares in the root complex 112 in FIG. 2), and each port is an independent I / O hierarchical domain. Form. The I / O hierarchical domain is a simple endpoint (for example, the example of the endpoint 115a side in FIG. 2), or is formed from a large number of switches and endpoints (for example, the endpoint in FIG. 2). 115b and switches 117b and 115c side).

C.エンドポイント(End Point)
エンドポイント115は、タイプ00hのコンフィグレーション空間ヘッダを持つデバイス(具体的には、ブリッジ以外のデバイス)で、レガシーエンドポイントとPCI Expressエンドポイントとに分けられる。両者の大きな違いは、PCI ExpressエンドポイントはBAR(ベースアドレスレジスタ)でI/Oリソースを要求せず、このためI/Oリクエストを要求しない。また、PCI Expressエンドポイントは、ロックリクエストもサポートしていない。
C. End point
The endpoint 115 is a device having a configuration space header of type 00h (specifically, a device other than a bridge), and is divided into a legacy endpoint and a PCI Express endpoint. The major difference between the two is that the PCI Express endpoint does not request I / O resources in the BAR (Base Address Register), and therefore does not request an I / O request. PCI Express endpoints also do not support lock requests.

D.スイッチ(Switch)
スイッチ117(又は、134)は、2つ以上のポートを結合し、ポート間でのパケットルーティングを行う。コンフィグレーションソフトウェアからは、当該スイッチは、図6に示すように、仮想PCI-PCIブリッジ141の集合体として認識される。図中、両矢印はPCI Expressリンク114(又は、126)を示し、142a〜142dはポートを示す。このうち、ポート142aはルートコンプレックスに近い方のアップストリームポートであり、ポート142b〜142dはルートコンプレックスから遠い方のダウンストリームポートである。
D. Switch
The switch 117 (or 134) couples two or more ports and performs packet routing between the ports. From the configuration software, the switch is recognized as a collection of virtual PCI-PCI bridges 141 as shown in FIG. In the figure, double arrows indicate the PCI Express link 114 (or 126), and 142a to 142d indicate ports. Among these, the port 142a is an upstream port closer to the root complex, and the ports 142b to 142d are downstream ports farther from the root complex.

E.PCI Express114e−PCIブリッジ119
PCI ExpressからPCI/PCI-Xへの接続を提供する。これにより、既存のPCI/PCI-XデバイスをPCI Expressシステム上で使用することができる。
E. PCI Express 114e-PCI bridge 119
Provides connection from PCI Express to PCI / PCI-X. Thereby, an existing PCI / PCI-X device can be used on the PCI Express system.

[階層アーキテクチャ]
従来のPCIのアーキテクチャは、図7−1に示すように、プロトコルとシグナリングが密接に関連する構造であり階層という考え方はなかったが、PCI Expressでは、図7−2に示すように、一般的な通信プロトコルやInfiniBandのように、独立した階層構造とされ、各層に分けて仕様が定義されている。即ち、最上位のソフトウェア151、最下位の機構(メカニカル)部152間に、トランザクション層153、データリンク層154、物理層155を持つ構造とされている。これにより、各層のモジュール性が確保され、スケーラビリティを持たせることやモジュールの再利用が可能となる。例えば、新たな信号コーディング方式や伝送媒体を採用する場合、物理層を変更するだけでデータリンク層やトランザクション層は変更せずに対応できる。
[Hierarchical architecture]
As shown in FIG. 7A, the conventional PCI architecture has a structure in which protocols and signaling are closely related and there is no concept of hierarchy. In PCI Express, as shown in FIG. Like the standard communication protocol and InfiniBand, it has an independent hierarchical structure, and specifications are defined for each layer. In other words, a transaction layer 153, a data link layer 154, and a physical layer 155 are provided between the uppermost software 151 and the lowermost mechanism (mechanical) unit 152. Thereby, the modularity of each layer is ensured, and it becomes possible to provide scalability and reuse the module. For example, when adopting a new signal coding method or transmission medium, it is possible to cope with only changing the physical layer without changing the data link layer or the transaction layer.

PCI Expressのアーキテクチャの中心となるのは、トランザクション層153、データリンク層154、物理層155であり、各々図8を参照して説明する以下のような役割を持つ。   The core of the PCI Express architecture is a transaction layer 153, a data link layer 154, and a physical layer 155, each having the following roles described with reference to FIG.

A.トランザクション層153
トランザクション層153は、最上位に位置し、トランザクションレイヤパケット(TLP)の組み立て、分解機能を持つ。トランザクションレイヤパケット(TLP)は、リード/ライト、各種イベントといったトランザクションの伝達に用いられる。また、トランザクション層153は、トランザクションレイヤパケット(TLP)のためのクレジットを用いたフロー制御を行う。各層153〜155におけるトランザクションレイヤパケット(TLP)の概要を図9に示す(詳細は、後述する)。
A. Transaction layer 153
The transaction layer 153 is located at the highest level and has a function of assembling and disassembling a transaction layer packet (TLP). The transaction layer packet (TLP) is used for transmission of transactions such as read / write and various events. The transaction layer 153 performs flow control using credits for transaction layer packets (TLP). An outline of a transaction layer packet (TLP) in each of the layers 153 to 155 is shown in FIG. 9 (details will be described later).

B.データリンク層154
データリンク層154の主な役割は、エラー検出/訂正(再送)によりトランザクションレイヤパケット(TLP)のデータ完全性を保証することと、リンク管理である。データリンク層154間では、リンク管理やフロー制御のためのパケットのやり取りを行う。このパケットは、トランザクションレイヤパケット(TLP)と区別するために、データリンクレイヤパケット(DLLP)と呼ばれる。
B. Data link layer 154
The main role of the data link layer 154 is to guarantee data integrity of the transaction layer packet (TLP) by error detection / correction (retransmission) and link management. Packets for link management and flow control are exchanged between the data link layers 154. This packet is called a data link layer packet (DLLP) to distinguish it from a transaction layer packet (TLP).

C.物理層155
物理層155は、ドライバ、入力バッファ、パラレル−シリアル/シリアル−パラレル変換器、PLL、インピーダンス整合回路といったインタフェース動作に必要な回路を含んでいる。また、論理的な機能としてインタフェースの初期化・保守の機能を持つ。物理層155は、データリンク層154/トランザクション層153を実際のリンクで使用される信号技術から独立させる役目も持っている。
C. Physical layer 155
The physical layer 155 includes circuits necessary for interface operations such as a driver, an input buffer, a parallel-serial / serial-parallel converter, a PLL, and an impedance matching circuit. It also has interface initialization / maintenance functions as logical functions. The physical layer 155 also serves to make the data link layer 154 / transaction layer 153 independent of the signaling technology used in the actual link.

なお、PCI Expressのハードウェア構成上、エンベデッド・クロックという技術を採用しており、クロック信号はなく、クロックのタイミングはデータ信号中に埋め込まれており、受信側でデータ信号のクロス・ポイントを基にクロックを抽出する方式とされている。   The PCI Express hardware configuration employs a technology called embedded clock, there is no clock signal, the clock timing is embedded in the data signal, and the receiving side is based on the cross-point of the data signal. The system extracts the clock.

[コンフィグレーション空間]
PCI Expressは、従来のPCIと同様にコンフィグレーション空間を持つが、その大きさは従来のPCIが256バイトであるのに対して、図10に示すように、4096バイトへと拡張されている。これにより、多数のデバイス固有レジスタセットを必要とするデバイス(ホストブリッジなど)に対しても、将来的に十分な空間が確保されている。PCI Expressでは、コンフィグレーション空間へのアクセスは、フラットなメモリ空間へのアクセス(コンフィグレーションリード/ライト)で行われ、バス/デバイス/機能/レジスタ番号はメモリアドレスにマップされている。
[Configuration space]
PCI Express has a configuration space like conventional PCI, but its size is expanded to 4096 bytes as shown in FIG. 10, whereas conventional PCI has 256 bytes. As a result, sufficient space is secured in the future even for devices (such as host bridges) that require a large number of device-specific register sets. In PCI Express, the configuration space is accessed by accessing a flat memory space (configuration read / write), and the bus / device / function / register number is mapped to a memory address.

当該空間の先頭256バイトは、PCIコンフィグレーション空間として、BIOSや従来のOSからI/Oポートを使用した方法でもアクセスできる。従来のアクセスをPCI Expressでのアクセスに変換する機能は、ホストブリッジ上に実装される。00hから3FhまではPCI2.3互換のコンフィグレーションヘッダとなっている。これにより、PCI Expressで拡張された機能以外であれば、従来のOSやソフトウェアをそのまま使用することができる。即ち、PCI Expressにおけるソフトウェア層は、既存のPCIと互換性を保ったロード・ストア・アーキテクチャ(プロセッサが直接I/Oレジスタをアクセスする方式)を継承している。しかし、PCI Expressで拡張された機能(例えば、同期転送やRAS(Reliability,Availability and Serviceability)などの機能)を使用するには、4KバイトのPCI Express拡張空間にアクセスできるようにする必要がある。   The first 256 bytes of the space can be accessed as a PCI configuration space by a method using an I / O port from a BIOS or a conventional OS. The function of converting the conventional access to the access by PCI Express is implemented on the host bridge. From 00h to 3Fh, it is a PCI2.3 compatible configuration header. As a result, a conventional OS and software can be used as they are except for functions extended by PCI Express. That is, the software layer in PCI Express inherits a load / store architecture (a method in which a processor directly accesses an I / O register) that is compatible with the existing PCI. However, in order to use functions extended by PCI Express (for example, functions such as synchronous transfer and RAS (Reliability, Availability and Serviceability)), it is necessary to make it possible to access a 4 Kbyte PCI Express expansion space.

なお、PCI Expressとしては様々なフォームファクタ(形状)が考えられるが、具体化している例としては、アドインカード、プラグインカード(Express Card)、Mini PCI Expressなどがある。   Although various form factors (shapes) can be considered as PCI Express, examples of specific examples include an add-in card, a plug-in card (Express Card), and Mini PCI Express.

[PCI Express のアーキテクチャの詳細]
PCI Express のアーキテクチャの中心となっているトランザクション層153、データリンク層154、物理層155について、各々詳細に説明する。
[PCI Express architecture details]
The transaction layer 153, data link layer 154, and physical layer 155, which are the core of the PCI Express architecture, will be described in detail.

A.トランザクション層153
トランザクション層153の主な役割は、前述したように、上位のソフトウェア層151と下位のデータリンク層154との間でトランザクションレイヤパケット(TLP)の組み立てと分解を行うことである。
A. Transaction layer 153
The main role of the transaction layer 153 is to assemble and disassemble transaction layer packets (TLP) between the upper software layer 151 and the lower data link layer 154 as described above.

a.アドレス空間とトランザクションタイプ
PCI Expressでは、従来のPCIでサポートされていたメモリ空間(メモリ空間とのデータ転送用)、I/O空間(I/O空間とのデータ転送用)、コンフィグレーション空間(デバイスのコンフィグレーションとセットアップ用)に加えて、メッセージ空間(PCI Expressデバイス間のインバンドでのイベント通知や一般的なメッセージ送信(交換)用…割り込み要求や確認は、メッセージを「仮想ワイヤ」として使用することにより伝達される)が追加され、4つのアドレス空間が定義されている。各々の空間に対してトランザクションタイプが定義されている(メモリ空間、I/O空間、コンフィグレーション空間は、リード/ライト、メッセージ空間は基本(ベンダ定義含む))。
a. Address space and transaction type
In PCI Express, memory space (for data transfer with memory space), I / O space (for data transfer with I / O space), and configuration space (device configuration and setup) supported by conventional PCI In addition to message space (in-band event notification between PCI Express devices and general message transmission (exchange) ... Interrupt requests and confirmations are communicated by using the message as a "virtual wire" And four address spaces are defined. Transaction types are defined for each space (memory space, I / O space, configuration space is read / write, and message space is basic (including vendor definition)).

b.トランザクションレイヤパケット(TLP)
PCI Expressは、パケット単位で通信を行う。図9に示したトランザクションレイヤパケット(TLP)のフォーマットにおいて、ヘッダのヘッダ長は3DW(DWはダブルワードの略;合計12バイト)又は4DW(16バイト)で、トランザクションレイヤパケット(TLP)のフォーマット(ヘッダ長とペイロードの有無)、トランザクションタイプ、トラフィッククラス(TC)、アトリビュートやペイロード長などの情報が含まれる。パケット内の最大ペイロード長は1024DW(4096バイト)である。
b. Transaction layer packet (TLP)
PCI Express performs communication in units of packets. In the transaction layer packet (TLP) format shown in FIG. 9, the header length of the header is 3DW (DW is an abbreviation of double word; total 12 bytes) or 4DW (16 bytes), and the transaction layer packet (TLP) format ( Information such as header length and presence / absence of payload), transaction type, traffic class (TC), attribute, and payload length are included. The maximum payload length in the packet is 1024 DW (4096 bytes).

ECRCは、エンドツーエンドのデータ完全性を保証するためのもので、トランザクションレイヤパケット(TLP)部分の32ビットCRCである。これは、スイッチ内部などでトランザクションレイヤパケット(TLP)にエラーが発生した場合、LCRC(リンクCRC)ではエラーを検出できないためである(エラーとなったTLPでLCRCが再計算されるため)。   ECRC is an end-to-end data integrity guarantee and is a 32-bit CRC of the transaction layer packet (TLP) portion. This is because when an error occurs in the transaction layer packet (TLP) inside the switch or the like, the LCRC (link CRC) cannot detect the error (because the LCRC is recalculated with the TLP in error).

リクエストは、完了パケットが不要なものと必要なものとがある。   Some requests do not require a completion packet, and some requests.

c.トラフィッククラス(TC)と仮想チャネル(VC)
上位のソフトウェアは、トラフィッククラス(TC)を使用することによりトラフィックの差別化(優先度をつける)を行うことができる。例えば、映像データをネットワークのデータよりも優先して転送する、といったことが可能となる。トラフィッククラス(TC)はTC0からTC7まで8つある。
c. Traffic class (TC) and virtual channel (VC)
Upper software can differentiate (prioritize) traffic by using a traffic class (TC). For example, video data can be transferred with priority over network data. There are eight traffic classes (TC) from TC0 to TC7.

仮想チャネル(VC:Vertual Channel)は、各々独立した仮想通信バス(同一のリンクを共用する複数の独立したデータ・フロー・バッファを使用するメカニズム)で、各々がリソース(バッファやキュー)を持ち、図11に示すように、独立したフロー制御を行う。これにより、1つの仮想チャネルのバッファが満杯の状態(full)になっても、他の仮想チャネルの転送を行うことができる。つまり、物理的には1つのリンクを仮想的な複数のチャネルに分けることで、有効に使用することができる。例えば、図11中に示すように、スイッチを経由してルートのリンクが複数のデバイスに分かれる場合、各デバイスのトラフィックの優先度を制御することができる。VC0は必須で、コストパフォーマンスのトレードオフに応じてその他の仮想チャネル(VC1〜VC7)が実装される。図11中の実線矢印は、デフォルト仮想チャネル(VC0)を示し、破線矢印はその他の仮想チャネル(VC1〜VC7)を示している。   A virtual channel (VC) is an independent virtual communication bus (a mechanism that uses a plurality of independent data flow buffers sharing the same link), each having resources (buffers and queues) As shown in FIG. 11, independent flow control is performed. Thereby, even if the buffer of one virtual channel becomes full (full), the transfer of another virtual channel can be performed. In other words, it can be effectively used by physically dividing one link into a plurality of virtual channels. For example, as shown in FIG. 11, when a route link is divided into a plurality of devices via a switch, the priority of traffic of each device can be controlled. VC0 is indispensable, and other virtual channels (VC1 to VC7) are mounted in accordance with the cost performance trade-off. The solid line arrow in FIG. 11 indicates the default virtual channel (VC0), and the broken line arrow indicates the other virtual channels (VC1 to VC7).

トランザクション層内では、トラフィッククラス(TC)が仮想チャネル(VC)にマッピングされる。1つの仮想チャネル(VC)に対して1つ又は複数のトラフィッククラス(TC)をマッピングできる(仮想チャネル(VC)の数が少ない場合)。単純な例では、各トラフィッククラス(TC)から各仮想チャネル(VC)に1対1、全てのトラフィッククラス(TC)を仮想チャネルVC0にマッピングする、といったことが考えられる。TC0−VC0のマッピングは、必須/固定で、それ以外のマッピングは上位のソフトウェアから制御される。ソフトウェアはトラフィッククラス(TC)を利用することで、トランザクションの優先度を制御することが可能となる。   Within the transaction layer, a traffic class (TC) is mapped to a virtual channel (VC). One or more traffic classes (TC) can be mapped to one virtual channel (VC) (when the number of virtual channels (VC) is small). In a simple example, it can be considered that each traffic class (TC) is mapped to each virtual channel (VC) on a one-to-one basis, and all traffic classes (TC) are mapped to the virtual channel VC0. The mapping of TC0-VC0 is essential / fixed, and the other mappings are controlled from the upper software. The software can control the priority of the transaction by using the traffic class (TC).

d.フロー制御
受信バッファのオーバーフローを避け、伝送順序を確立するためにフロー制御(FC:Flow Control)が行われる。フロー制御は、リンク間のポイントツーポイントで行われ、エンドツーエンドではない。従って、フロー制御により最終的な相手(コンプリータ)にパケットが届いたことを確認することはできない。
d. Flow control Flow control (FC) is performed in order to avoid overflow of the reception buffer and establish the transmission order. Flow control is done point-to-point between links, not end-to-end. Therefore, it cannot be confirmed that the packet has reached the final partner (completer) by flow control.

PCI Expressのフロー制御は、クレジット・ベースで行われる(データ転送を始める前に、受け取り側のバッファの空き状況を確認し、オーバーフロー、アンダフローが発生しないメカニズム)。即ち、受信側はリンク初期化時にバッファ容量(クレジット値)を送信側に通知し、送信側はクレジット値と送信するパケットの長さとを比較し、一定の残りがある場合のみパケットを送信する。このクレジットには6種類ある。   PCI Express flow control is performed on a credit basis (mechanism to check the buffer availability on the receiving side before starting data transfer and prevent overflow and underflow). That is, the receiving side notifies the transmitting side of the buffer capacity (credit value) at the time of link initialization, and the transmitting side compares the credit value with the length of the packet to be transmitted, and transmits the packet only when there is a certain remaining. There are six types of credits.

フロー制御の情報交換はデータリンク層のデータリンクレイヤパケット(DLLP)を使用して行われる。フロー制御はトランザクションレイヤパケット(TLP)のみに適用され、データリンクレイヤパケット(DLLP)には適用されない(DLLPは常時送受信可能)。   Flow control information exchange is performed using data link layer packets (DLLP) in the data link layer. The flow control is applied only to the transaction layer packet (TLP) and not to the data link layer packet (DLLP) (DLLP can always be transmitted / received).

B.データリンク層154
データリンク層154の主な役割は、前述したように、リンク上の2つのコンポーネント間での信頼性の高いトランザクションレイヤパケット(TLP)交換機能を提供することである。
B. Data link layer 154
The main role of the data link layer 154 is to provide a reliable transaction layer packet (TLP) exchange function between two components on the link, as described above.

a.トランザクションレイヤパケット(TLP)の扱い
トランザクション層153から受け取ったトランザクションレイヤパケット(TLP)に対しては、先頭に2バイトのシーケンス番号、末尾に4バイトのリンクCRC(LCRC)を付加して、物理層155に渡す(図9参照)。トランザクションレイヤパケット(TLP)は、リトライバッファに保管され、相手から受信確認(ACK)が届くまで再送される。トランザクションレイヤパケット(TLP)の送信に失敗が続いた場合は、リンク異常であると判断して物理層155に対してリンクの再トレーニングを要求する。リンクのトレーニングが失敗した場合、データリンク層154の状態はインアクティブに遷移する。
a. Handling of transaction layer packet (TLP) For the transaction layer packet (TLP) received from the transaction layer 153, a 2-byte sequence number at the beginning and a 4-byte link CRC (LCRC) at the end are added to the physical layer. To 155 (see FIG. 9). The transaction layer packet (TLP) is stored in the retry buffer and retransmitted until a reception confirmation (ACK) is received from the partner. When the transmission of the transaction layer packet (TLP) continues to fail, it is determined that the link is abnormal, and the physical layer 155 is requested to retrain the link. If link training fails, the state of the data link layer 154 transitions to inactive.

物理層155から受け取ったトランザクションレイヤパケット(TLP)は、シーケンス番号とリンクCRC(LCRC)が検査され、正常であればトランザクション層153に渡され、エラーがあった場合は再送を要求する。   The transaction layer packet (TLP) received from the physical layer 155 is inspected for the sequence number and the link CRC (LCRC). If normal, the transaction layer packet (TLP) is passed to the transaction layer 153. If there is an error, a retransmission is requested.

b.データリンクレイヤパケット(DLLP)
トランザクションレイヤパケット(TLP)は、物理層から送信されるときに自動的に図12に示すようなデータリンクレイヤパケット(DLLP)に分割されて各レーンに送信される。データリンク層154が生成するパケットは、データリンクレイヤパケット(DLLP)と呼ばれ、データリンク層154間でやり取りされる。データリンクレイヤパケット(DLLP)には、
・Ack/Nak:TLPの受信確認、リトライ(再送)
・InitFC1/InitFC2/UpdateFC:フロー制御の初期化とアップデート
・電源管理のためのDLLP
なる種類がある。
b. Data link layer packet (DLLP)
The transaction layer packet (TLP) is automatically divided into data link layer packets (DLLP) as shown in FIG. 12 and transmitted to each lane when transmitted from the physical layer. A packet generated by the data link layer 154 is called a data link layer packet (DLLP), and is exchanged between the data link layers 154. Data link layer packet (DLLP)
-Ack / Nak: TLP reception confirmation, retry (retransmission)
-InitFC1 / InitFC2 / UpdateFC: Flow control initialization and update-DLLLP for power management
There are different types.

図12に示すように、データリンクレイヤパケット(DLLP)の長さは6バイトで、種類を示すDLLPタイプ(1バイト)、DLLPの種類で固有の情報(3バイト)、CRC(2バイト)から構成される。   As shown in FIG. 12, the length of the data link layer packet (DLLP) is 6 bytes. From the DLLP type (1 byte) indicating the type, the information specific to the type of DLLP (3 bytes), and CRC (2 bytes) Composed.

C.物理層−論理サブブロック156
図8中に示す物理層155の論理サブブロック156での主な役割は、データリンク層154から受け取ったパケットを電気サブブロック157で送信できる形式に変換することである。また、物理層155を制御/管理する機能も有する。
C. Physical layer-logical sub-block 156
The main role of the physical layer 155 in the logical sub-block 156 shown in FIG. 8 is to convert the packet received from the data link layer 154 into a format that can be transmitted by the electrical sub-block 157. It also has a function of controlling / managing the physical layer 155.

a.データ符号化とパラレル−シリアル変換
PCI Expressは、連続した“0”や“1”が続かないように(長い期間、クロス・ポイントが存在しない状態が続かないようにするため)、データ符号化に8B/10B変換を用いる。変換されたデータは、図13中に示すように、シリアル変換され、LSBからレーン上に送信される。ここに、レーンが複数ある場合は(図13はx4リンクの場合を例示している)、符号化の前にデータがバイト単位で各レーンに割り振られる。この場合、一見パラレル・バスのようにみえるが、レーン毎に独立した転送を行うので、パラレル・バスで問題となるスキューが大幅に緩和される。
a. Data encoding and parallel-serial conversion
PCI Express uses 8B / 10B conversion for data encoding so that consecutive “0” s and “1” s do not continue (in order not to maintain a state where there is no cross point for a long period of time). The converted data is serial-converted and transmitted from the LSB onto the lane as shown in FIG. Here, when there are a plurality of lanes (FIG. 13 illustrates the case of x4 link), data is allocated to each lane in units of bytes before encoding. In this case, it looks like a parallel bus at first glance, but since the transfer is performed independently for each lane, the skew which is a problem with the parallel bus is greatly reduced.

b.電源管理とリンクステート
リンクの消費電力を低く抑えるために、図14に示すように、L0/L0s/L1/L2というリンクステートが定義されている。
b. Power Management and Link State In order to keep the power consumption of the link low, a link state of L0 / L0s / L1 / L2 is defined as shown in FIG.

L0が通常モードで、L0sからL2へと低消費電力となるが、L0への復帰にも時間がかかるようになる。図15に示すように、ソフトウェアによる電源管理に加えて、アクティブステート電源管理を積極的に行うことにより、消費電力を極力小さくすることが可能となる。   L0 is a normal mode, and power consumption is reduced from L0s to L2, but it takes time to return to L0. As shown in FIG. 15, by actively performing active state power management in addition to software power management, it is possible to reduce power consumption as much as possible.

D.物理層−電気サブブロック157
物理層155の電気サブブロック157での主な役割は、論理サブブロック156でシリアル化されたデータをレーン上に送信することと、レーン上のデータを受信して論理サブブロック156に渡すことである。
D. Physical layer—Electric sub-block 157
The main role of the physical layer 155 in the electrical sub-block 157 is to transmit the data serialized in the logical sub-block 156 onto the lane, and to receive the data on the lane and pass it to the logical sub-block 156. is there.

a.ACカップリング
リンクの送信側では、ACカップリング用のコンデンサが実装される。これにより、送信側と受信側のDCコモンモード電圧が同一である必要がなくなる。このため、送信側と受信側で異なる設計、半導体プロセス、電源電圧を使用することが可能となる。
a. AC coupling On the transmission side of the link, a capacitor for AC coupling is mounted. This eliminates the need for the DC common mode voltage on the transmission side and the reception side to be the same. For this reason, it is possible to use different designs, semiconductor processes, and power supply voltages on the transmission side and the reception side.

b.デエンファシス
PCI Expressでは、前述したように、8B/10Bエンコーディングによってできるだけ連続した“0”や“1”が続かないように処理されるが、連続した“0”や“1”が続くこともある(最大5回)。この場合、送信側はデエンファシス転送を行わなければならないことが規定されている。同一極性のビットが連続する場合は、2つ目のビットからは差動電圧レベル(振幅)を3.5±0.5dB落とすことで、受信側で受け取る信号のノイズ・マージンを稼ぐ必要がある。これを、デエンファシスという。伝送路の周波数依存性減衰のため、変化するビットの場合は高周波成分が多く、減衰により受信側の波形が小さくなるが、変化しないビットの場合は高周波成分が少なく、相対的に受信側の波形が大きくなる。このため、受信側での波形を一定とするためにデエンファシスを行う。
b. De-emphasis
In PCI Express, as described above, processing is performed so that continuous “0” and “1” do not continue as much as possible by 8B / 10B encoding, but continuous “0” and “1” may continue (maximum). 5 times). In this case, it is specified that the transmission side must perform de-emphasis transfer. When bits of the same polarity are consecutive, it is necessary to increase the noise margin of the signal received on the receiving side by dropping the differential voltage level (amplitude) from the second bit by 3.5 ± 0.5 dB. . This is called de-emphasis. Due to the frequency-dependent attenuation of the transmission line, there are many high-frequency components in the case of changing bits, and the waveform on the receiving side becomes small due to attenuation. Becomes larger. For this reason, de-emphasis is performed in order to make the waveform on the receiving side constant.

[Advanced Switch Interconnectとは]
次に、本実施の形態は上述したPCI Expressの技術を活用したAdvanced Switch Interconnectを利用するものであり、本実施の形態の前提として当該Advanced Switch Interconnectの概要について説明する。
[What is Advanced Switch Interconnect]
Next, the present embodiment uses the Advanced Switch Interconnect utilizing the above-described PCI Express technology, and an outline of the Advanced Switch Interconnect will be described as a premise of the present embodiment.

近年においては、ブロードバンドと半導体技術の進歩を背景としたコンピューティングと通信の融合が急速に進み、新たなアプリケーションシステムに幅広く対応できる規格の出現が望まれるようになってきている。そこで登場してきたのがPCI Expressの技術を活用したASI(Advanced Switching Interconnect)規格であり、コンピューティングから通信まで幅広いアプリケーションに適用することを想定している。AS仕様の策定と普及は非営利団体であるASI-SIG(Advanced Switching Interconnect Special Interest Groupe)によって運営されている。   In recent years, the fusion of computing and communication has rapidly progressed against the background of advances in broadband and semiconductor technologies, and the emergence of standards capable of widely supporting new application systems has been desired. Therefore, the ASI (Advanced Switching Interconnect) standard using the PCI Express technology has appeared, and it is assumed to be applied to a wide range of applications from computing to communication. The development and dissemination of AS specifications are managed by a non-profit organization, Advanced Switching Interconnect Special Interest Group (ASI-SIG).

[Advanced Switch Interconnect技術の概要]
次に、Advanced Switch Interconnect技術の概要について説明する。
[Overview of Advanced Switch Interconnect technology]
Next, an overview of the Advanced Switch Interconnect technology will be described.

まず、PCI ExpressとASI(Advanced Switching Interconnect)の関係について説明する。図16に、PCI ExpressとASI(Advanced Switching Interconnect)のプロトコルスタックの関係を示す。ASI(Advanced Switching Interconnect)はPCI Expressの高速シリアル伝送の物理層とリンク層の技術をそのまま採用しつつ、より広範囲なアプリケーションに対応できるようにしたものであり、その接続対象はChip-to-Chip, Board-to-Boardを想定している。PCI Expressはコンピューティングで培われてきたPCIのトランザクションをそのまま継承しているが、ASI(Advanced Switching Interconnect)ではPCI Expressのトランザクション層を入れ替えて機能を拡張しており、より高度なデータフローとプロトコルに対応出来るようにしている。また、接続構造もPCI Expressのツリー構造から、より自由度の高いファブリック構造が出来るように拡張されており、マルチCPU環境にも対応している。ASI(Advanced Switching Interconnect)では、同様のファブリック構造が可能な他の規格(Ethernet(登録商標),InfiniBand等)よりもルーティング手法が格段に改善され、高速化が図られている。   First, the relationship between PCI Express and ASI (Advanced Switching Interconnect) will be described. FIG. 16 shows the relationship between the PCI Express and ASI (Advanced Switching Interconnect) protocol stacks. ASI (Advanced Switching Interconnect) is a technology that uses the physical layer and link layer technology of PCI Express high-speed serial transmission as it is, and is compatible with a wider range of applications. The connection target is Chip-to-Chip. , Board-to-Board is assumed. PCI Express inherits PCI transactions cultivated in computing as it is, but ASI (Advanced Switching Interconnect) has expanded the functions by replacing the transaction layer of PCI Express, and more advanced data flow and protocol It can be adapted to. In addition, the connection structure has been expanded from the PCI Express tree structure so that a fabric structure with a higher degree of freedom can be created, and it also supports a multi-CPU environment. In ASI (Advanced Switching Interconnect), the routing method is remarkably improved and higher speed than other standards (Ethernet (registered trademark), InfiniBand, etc.) capable of the same fabric structure is achieved.

図16に示すファブリック管理機能(AS Fabric Mngmnt)は、ソフトウェアで構成されるASI(Advanced Switching Interconnect)プロトコルの一部であり、接続セットアップや取り外し、イベント管理、パフォーマンスおよび稼動状況のモニタ、リダンダント・ルート、パスの無効化、リソース割り振り、負荷の平準化のような種々のサービスをサポートする。図17は、ファブリック管理機能における初期化シーケンスを示すものである。   The fabric management function (AS Fabric Mngmnt) shown in Fig. 16 is part of the ASI (Advanced Switching Interconnect) protocol that is configured by software. Connection setup and removal, event management, performance and operational status monitoring, and redundant routes Supports various services such as path invalidation, resource allocation and load leveling. FIG. 17 shows an initialization sequence in the fabric management function.

ASI(Advanced Switching Interconnect)では、図18に示すように、各種プロトコルをカプセル化する手法を採用することで、より高度なプロトコル(TCP/IP,Fibre Channel等)サービスの高速化を実現しようとしている。ASI(Advanced Switching Interconnect)の上位層にはPEI(Protocol Encapsulation Interface)と呼ばれる部分があり、外部から到達した各種パケットにASヘッダを付加し、ASパケットに変換する機能をもっている。ASファブリックを通過したパケットは受信側のPEIでASヘッダがはずされ、元のパケットとして抽出される。上流のプロトコルインタフェースはPI(パイ)と呼ばれ、各種標準に対応できる他、AS Native,Vendor Specificプロトコルも実装できる仕組みを採用している。PCI ExpressとAS(Advanced Switching)をブリッジで接続しPCI Expressプロトコルをカプセル化し転送するプロファイルは、PI-8として定義されている。   In ASI (Advanced Switching Interconnect), as shown in FIG. 18, by adopting a method of encapsulating various protocols, an attempt is made to increase the speed of more advanced protocol (TCP / IP, Fiber Channel, etc.) services. . An upper layer of ASI (Advanced Switching Interconnect) has a part called PEI (Protocol Encapsulation Interface), and has a function of adding an AS header to various packets arrived from outside and converting them into AS packets. A packet that has passed through the AS fabric has its AS header removed by the PEI on the receiving side, and is extracted as the original packet. The upstream protocol interface is called PI (pi), and it adopts a mechanism that can support various standards and also implement AS Native and Vendor Specific protocols. A profile in which PCI Express and AS (Advanced Switching) are connected by a bridge and the PCI Express protocol is encapsulated and transferred is defined as PI-8.

[Advanced Switch Interconnect技術の特徴]
ASI(Advanced Switching Interconnect)はPCI Expressの特徴である、高速性、バンド幅のスケーラビリティ、階層構造による物理層の拡張性、データの信頼性等に加えて、以下に示すようなASI(Advanced Switching Interconnect)独自の特徴がある。
・動画等のunreliable(lossy)パケット伝送への対応
・マルチキャスト、ブロードキャストパケットへの対応
・カプセル化によるマルチプロトコル伝送
・高速な独自のパスルーティング方式の採用
・輻輳管理機能のサポート
・ファブリック構造への対応
[Features of Advanced Switch Interconnect technology]
ASI (Advanced Switching Interconnect) is a feature of PCI Express, in addition to the high speed, bandwidth scalability, physical layer expandability by hierarchical structure, data reliability, etc. ) Has its own characteristics.
・ Support for unreliable (lossy) packet transmission such as video ・ Multicast and broadcast packet support ・ Multi-protocol transmission by encapsulation ・ High-speed original path routing method ・ Support for congestion management function ・ Support for fabric structure

このような特徴により、図19に示すような複数デバイス間のストレージやIOリソースの共有が可能となる。また、これまでPCI,PCI-X,PCI Express,HyperTransport,RapidIO,StarFabricなどの規格は、同じロード/ストアプロトコルを使っていても物理層が異なるために複雑な接続手段が必要であったが、AS(Advanced Switching)技術を利用することで図20に示すような相互通信もシンプルに実現できるようになり、デバイス間の通信速度が高速化される。また、各種上位プロトコルをトンネルさせることにより、TCP/IP等の通信を通常のEthernetの処理よりも高速に実現する局所システムを構築することも可能となる。更に、ファブリック構造への対応などでシステムに冗長性を持たせてロバスト性を向上させたり、動的なルーティングパスの切り替えができるようになる。   Such a feature makes it possible to share storage and IO resources between a plurality of devices as shown in FIG. Also, until now, PCI, PCI-X, PCI Express, HyperTransport, RapidIO, StarFabric and other standards require complicated connection methods because the physical layer is different even if the same load / store protocol is used. By using AS (Advanced Switching) technology, mutual communication as shown in FIG. 20 can be realized simply, and the communication speed between devices is increased. It is also possible to construct a local system that realizes communication such as TCP / IP at a higher speed than normal Ethernet processing by tunneling various upper protocols. Furthermore, it is possible to improve the robustness by providing the system with redundancy by adapting to the fabric structure, etc., and to dynamically switch the routing path.

加えて、Advanced Switching Interconnectは、PCI Expressの物理層およびデータリンク層を最適化されたトランザクション層と重ね合わせたもので、様々な機能を提供する。トランザクション層の特徴的な機能としては、マルチレベルのQoS(Quality of Service)がある。QoSは、20の仮想チャネル(VC:Vertual Channel)と8つのトラフィッククラス(TC)をサポートしている。   In addition, Advanced Switching Interconnect superimposes the physical layer and data link layer of PCI Express with an optimized transaction layer and provides various functions. A characteristic function of the transaction layer is multi-level QoS (Quality of Service). QoS supports 20 virtual channels (VCs) and 8 traffic classes (TCs).

ASI(Advanced Switching Interconnect)を制御する上位のソフトウェアであるファブリック管理機能(AS Fabric Mngmnt)は、トラフィッククラス(TC)を使用することによりトラフィックの差別化(優先度をつける)を行うことができる。例えば、映像データをネットワークのデータよりも優先して転送する、といったことが可能となる。トラフィッククラス(TC)はTC0からTC7まで8つある。   A fabric management function (AS Fabric Mngmnt), which is higher-order software that controls Advanced Switching Interconnect (ASI), can differentiate (prioritize) traffic by using a traffic class (TC). For example, video data can be transferred with priority over network data. There are eight traffic classes (TC) from TC0 to TC7.

仮想チャネル(VC:Vertual Channel)は、各々独立した仮想通信バス(同一のリンクを共用する複数の独立したデータ・フロー・バッファを使用するメカニズム)で、各々がリソース(バッファやキュー)を持ち、独立したフロー制御を行う。これにより、1つの仮想チャネルのバッファが満杯の状態(full)になっても、他の仮想チャネルの転送を行うことができる。つまり、物理的には1つのリンクを仮想的な複数のチャネルに分けることで、有効に使用することができる。   A virtual channel (VC) is an independent virtual communication bus (a mechanism that uses a plurality of independent data flow buffers sharing the same link), each having resources (buffers and queues) Perform independent flow control. Thereby, even if the buffer of one virtual channel becomes full (full), the transfer of another virtual channel can be performed. In other words, it can be effectively used by physically dividing one link into a plurality of virtual channels.

トランザクション層内では、トラフィッククラス(TC)が仮想チャネル(VC)にマッピングされる。1つの仮想チャネル(VC)に対して1つ又は複数のトラフィッククラス(TC)をマッピングできる(仮想チャネル(VC)の数が少ない場合)。単純な例では、各トラフィッククラス(TC)から各仮想チャネル(VC)に1対1、全てのトラフィッククラス(TC)を仮想チャネルVC0にマッピングする、といったことが考えられる。TC0−VC0のマッピングは、必須/固定で、それ以外のマッピングは上位のソフトウェアから制御される。ソフトウェアはトラフィッククラス(TC)を利用することで、トランザクションの優先度を制御することが可能となる。   Within the transaction layer, a traffic class (TC) is mapped to a virtual channel (VC). One or more traffic classes (TC) can be mapped to one virtual channel (VC) (when the number of virtual channels (VC) is small). In a simple example, it can be considered that each traffic class (TC) is mapped to each virtual channel (VC) on a one-to-one basis, and all traffic classes (TC) are mapped to the virtual channel VC0. The mapping of TC0-VC0 is essential / fixed, and the other mappings are controlled from the upper software. The software can control the priority of the transaction by using the traffic class (TC).

また、ASIファブリック内では、過大なトラフィックが発生することによるCongestion状態が発生することがある。Congestion状態に陥ると、パケットの応答時間が長くなり、一定のサービスレベルが維持できなくなるという問題がある。そこで、ASI(Advanced Switching Interconnect)規格では、Congestion Management機能としてStatus-Based Flow Control(SBFC)を備えることにより、この問題の解決を図っている。   Also, in the ASI fabric, a Congestion state may occur due to excessive traffic. When falling into the Congestion state, there is a problem that the response time of the packet becomes long and a constant service level cannot be maintained. Therefore, in the ASI (Advanced Switching Interconnect) standard, this problem is solved by providing Status-Based Flow Control (SBFC) as a Congestion Management function.

ここで、Congestion Managementについて具体的に説明する。図21−1に示すように、3つのスイッチにトラフィック1−3が存在している場合において、最初にトラフィック1とトラフィック2が、所望のデータ転送を行っていたとする。ここで、トラフィック3としてポートAの能力以上の過大なトラフィックが発生したとする。この影響は、同じ出力ポートAへのトラフィック2の減少となって現れる。また、トラフィック2のみならず、トラフィック2と同じリンクを経由するトラフィック1のトラフィックも減少してしまう。   Here, Congestion Management will be specifically described. As shown in FIG. 21A, when traffic 1-3 exists in three switches, it is assumed that traffic 1 and traffic 2 are initially performing desired data transfer. Here, it is assumed that excessive traffic exceeding the capability of port A is generated as traffic 3. This effect appears as a decrease in traffic 2 to the same output port A. Further, not only the traffic 2 but also the traffic of the traffic 1 passing through the same link as the traffic 2 is reduced.

そこで、図21−2に示すように、SBFCを用いてポートAが混んでいる事を隣のスイッチに伝えることにより、トラフィック2の出力を抑えることができるようになるので、トラフィック1がトラフィック2の影響を受けなくなる。   Therefore, as shown in FIG. 21-2, the output of the traffic 2 can be suppressed by informing the adjacent switch that the port A is crowded using the SBFC. Is no longer affected.

ところで、ASI(Advanced Switching Interconnect)の仮想チャネル(VC)には、下記に示すような3つのタイプがある。
BVC(Bypass Capable Unicast) : VC Ids 0−7
OVC(Ordered-Only Unicast) : VC Ids 8−15
MVC(Multicast) : VC Ids 16−19
By the way, there are three types of ASI (Advanced Switching Interconnect) virtual channels (VC) as shown below.
BVC (Bypass Capable Unicast): VC Ids 0-7
OVC (Ordered-Only Unicast): VC Ids 8-15
MVC (Multicast): VC Ids 16-19

BVC(Bypass Capable Unicast)は、図22に示すように、先に入力されたQueueをバイパスさせ、後から入力されたQueueがアービタ(調停回路)から抜けていくことを許しているものである。   As shown in FIG. 22, BVC (Bypass Capable Unicast) allows a previously input queue to be bypassed and allows a queue input later to leave the arbiter (arbitration circuit).

OVC(Ordered-Only Unicast)は、図23に示すように、先に入力されたQueueがそのまま出力されるものである。   In OVC (Ordered-Only Unicast), as shown in FIG. 23, the previously input Queue is output as it is.

MVC(Multicast)は、図24に示すように、入力されたQueueがマルチキャスト出力されるものである。   In MVC (Multicast), as shown in FIG. 24, an input Queue is output in a multicast manner.

[情報処理装置の構成]
図25は、本実施の形態の情報処理装置1の構成例を示す概略ブロック図である。本実施の形態の情報処理装置1は、例えばMFP(Multi Function Peripheral)等の機器に適用されるもので、高速シリアルスイッチファブリックであるASI(Advanced Switching Interconnect)2を介して各種のエンドポイントデバイスやスイッチ出力ポート(以下、デバイスという)をそれぞれ接続している。ここでは、ASI2に接続される各種のデバイスとして、システムコントローラ3、スキャナ4、プロッタ5、画像メモリ6、生体情報入力装置7、人体検知センサ8、個体検出センサ9、オペレーションパネル10、外部I/O11、ネットワークインタフェースコントローラ(NIC)12、画像処理ユニット13を接続している。
[Configuration of information processing device]
FIG. 25 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the information processing apparatus 1 according to the present embodiment. The information processing apparatus 1 according to the present embodiment is applied to a device such as an MFP (Multi Function Peripheral), for example, and various endpoint devices and the like via an ASI (Advanced Switching Interconnect) 2 that is a high-speed serial switch fabric. Switch output ports (hereinafter referred to as devices) are connected to each other. Here, various devices connected to the ASI 2 include a system controller 3, a scanner 4, a plotter 5, an image memory 6, a biological information input device 7, a human body detection sensor 8, an individual detection sensor 9, an operation panel 10, an external I / O. O11, network interface controller (NIC) 12, and image processing unit 13 are connected.

システムコントローラ3は、インストールされているプログラム(ソフトウェア)に従い当該装置全体の制御を受け持つCPU(Central Processing Unit)等を含み、経路制御や経路判断等の処理を行うデバイス部分(プリンタコントローラ)を意味する。   The system controller 3 includes a CPU (Central Processing Unit) that controls the entire apparatus according to an installed program (software), and means a device portion (printer controller) that performs processing such as path control and path determination. .

スキャナ4とは、原稿画像等に基づく画像データを当該システム内に取り込むためのデバイスやユニット部分を示し、例えば、原稿画像を光電的に読み取って画像データを取得するスキャナエンジン等により構成されている。   The scanner 4 indicates a device or a unit part for taking in image data based on an original image or the like into the system, and is composed of, for example, a scanner engine that photoelectrically reads an original image and acquires image data. .

プロッタ5とは、画像データを紙などに印刷出力するデバイスやユニット部分を示し、例えば、電子写真方式のプロッタ(プリンタ)エンジン等により構成されている。なお、プロッタ5の印刷方式は、電子写真方式のほか、インクジェット方式、昇華型熱転写方式、銀塩写真方式、直接感熱記録方式、溶融型熱転写方式など、様々な方式を用いることができる。   The plotter 5 is a device or unit that prints out image data on paper or the like, and is configured by, for example, an electrophotographic plotter (printer) engine. As the printing method of the plotter 5, various methods such as an ink jet method, a sublimation type thermal transfer method, a silver salt photography method, a direct thermal recording method, and a melt type thermal transfer method can be used in addition to the electrophotographic method.

画像メモリ6は、HDD(Hard Disk Drive)やRAM(Random Access Memory)などであり、スキャナ4で読み取った画像データなどを格納する。   The image memory 6 is an HDD (Hard Disk Drive), a RAM (Random Access Memory), or the like, and stores image data read by the scanner 4.

また、生体情報入力装置7は、個人認証に用いられる指紋、虹彩画像、顔、静脈などの生体情報(バイオメトリクス)の入力をユーザに行わせるものである。人体検知センサ8は、人の動きによって生じる温度の変化を検出するものであり、この人体検知センサ8によって人が近くにいないと判断した場合には、装置は待機状態にされて省電力化が図られる。個体検出センサ9は、ユーザが所有するIDカードなどに取り付けた電子タグ(RFID)との通信により、個体情報(属性)を識別するものである。   The biometric information input device 7 allows the user to input biometric information (biometrics) such as fingerprints, iris images, faces, and veins used for personal authentication. The human body detection sensor 8 detects a change in temperature caused by the movement of a person. If the human body detection sensor 8 determines that a person is not nearby, the apparatus is placed in a standby state to save power. Figured. The individual detection sensor 9 identifies individual information (attribute) by communication with an electronic tag (RFID) attached to an ID card or the like owned by the user.

オペレーションパネル10は、タッチパネルや表示パネルを備えており、装置に対する各種命令の入力を受け付ける。   The operation panel 10 includes a touch panel and a display panel, and receives input of various commands to the apparatus.

外部I/O11は、接続された他の機器との間で画像データや制御データ等のやり取りを行うものである。   The external I / O 11 exchanges image data, control data, and the like with other connected devices.

ネットワークインタフェースコントローラ(NIC)12は、LAN(Local Area Network)やインターネットなどのネットワークと接続され、通信プロトコルに従ってネットワークに接続された他の機器との間で画像データや制御データ等のやり取りを行うものである。   A network interface controller (NIC) 12 is connected to a network such as a LAN (Local Area Network) or the Internet, and exchanges image data, control data, and the like with other devices connected to the network according to a communication protocol. It is.

画像処理ユニット13は、スキャナ4で読み取った画像データなどに対し、ユーザ指示に応じて、あるいは情報処理装置1の持つ特性に応じて各種画像処理を実行する。画像処理ユニット13は、処理後の画像データをプロッタ5に出力する。   The image processing unit 13 executes various types of image processing on the image data read by the scanner 4 according to a user instruction or according to characteristics of the information processing apparatus 1. The image processing unit 13 outputs the processed image data to the plotter 5.

ここで、本実施の形態の情報処理システム1が備える特徴的な機能について説明する。本実施の形態の情報処理システム1においては、上述したデバイス間のデータ通信を所定の条件でグループに分類し、グループ毎にトラフィックのプライオリティを与え、別々の仮想チャネル(VC:Vertual Channel)に割り当てるようにしている。この点について、以下に詳述する。   Here, a characteristic function provided in the information processing system 1 of the present embodiment will be described. In the information processing system 1 according to the present embodiment, the above-described data communication between devices is classified into groups under predetermined conditions, traffic priority is given to each group, and the virtual communication is assigned to different virtual channels (VCs). I am doing so. This point will be described in detail below.

図26は、図25の情報処理装置1の構成を部分的に詳細に示すブロック図である。図26は、特に、スキャナ4と画像処理ユニット13とプロッタ5とを、ASI2を経由して接続した様子を示している。各デバイスの構成は、トランザクション層(TL),データリンク層(DL),物理層(PL)からなる通信コア20と、通信コア部分以外のデバイス固有の機能(スキャナ4:データ入力部4a、画像処理ユニット13:画像処理部13a、プロッタ5:データ出力部5a)と、データ転送モジュール30と、トラフィッククラス設定手段40とから構成される。   FIG. 26 is a block diagram partially showing in detail the configuration of the information processing apparatus 1 of FIG. FIG. 26 particularly shows a state in which the scanner 4, the image processing unit 13, and the plotter 5 are connected via the ASI 2. The configuration of each device includes a communication core 20 composed of a transaction layer (TL), a data link layer (DL), and a physical layer (PL), and device-specific functions other than the communication core portion (scanner 4: data input unit 4a, image Processing unit 13: image processing unit 13 a, plotter 5: data output unit 5 a), data transfer module 30, and traffic class setting means 40.

トラフィッククラス設定手段40は、各データ転送モジュール30で発生するトラフィックを、トラフィッククラスに割り付ける機能を持つ。   The traffic class setting means 40 has a function of assigning traffic generated in each data transfer module 30 to a traffic class.

また、通信コア20トランザクション層(TL)内には、トラフィッククラス(TC)をバーチャルチャネル(VC)に割り付けるためのチャネル設定手段50を有している。   The communication core 20 transaction layer (TL) includes channel setting means 50 for assigning a traffic class (TC) to a virtual channel (VC).

なお、トラフィッククラス設定手段40とチャネル設定手段50は、図26に示すように、自由に割付を制御できるような構成でも良いし、対応付けを絞り込んでデータ転送モジュール30からのトラフィックがバーチャルチャネル(VC)に対して一意的に決まるような構成となっても良い。   As shown in FIG. 26, the traffic class setting unit 40 and the channel setting unit 50 may be configured so that the allocation can be freely controlled, or the traffic from the data transfer module 30 is reduced to the virtual channel ( VC) may be uniquely determined.

図27は、デバイスの構成を詳細に示すブロック図である。図27を参照しつつ、デバイスを構成する各部の動作について詳細に説明する。なお、図27にはトラフィックが例示的に記載されている。   FIG. 27 is a block diagram showing in detail the configuration of the device. With reference to FIG. 27, the operation of each part constituting the device will be described in detail. In FIG. 27, traffic is exemplarily described.

トラフィッククラス設定手段40は、設定テーブル40a、セレクタ40b、アービタ40cにより構成される。なお、図27に示す構成では、各データ転送モジュール30のトラフィックが全てのトラフィッククラス(TC)に設定できるような構成であるが、必要最小限の対応づけが出来る構成であっても問題ない。その際、セレクタ40bやアービタ40cも最小限の数だけ用意すればよい。   The traffic class setting means 40 includes a setting table 40a, a selector 40b, and an arbiter 40c. In the configuration shown in FIG. 27, the traffic of each data transfer module 30 can be set to all the traffic classes (TC), but there is no problem even if the configuration can provide the minimum necessary correspondence. At that time, a minimum number of selectors 40b and arbiters 40c may be prepared.

図28は、設定テーブル40aの一例を示す模式図である。図28に示すように、設定テーブル40aは、トラフィッククラス設定手段40がグループ毎に設定するトラフィッククラス(TC)を格納したものである。図28に示す例では、データ転送モジュール(1)とデータ転送モジュール(2)はページ等時性制約があるトラフィックグループであり、データ転送モジュール(3)はライン等時性制約があるトラフィックグループである場合を示す。本実施の形態は、トラフィックグループ種類毎に対応付けるトラフィッククラス(TC)を決めるというものである。したがって、ページ等時性制約があるトラフィックグループであるデータ転送モジュール(1)とデータ転送モジュール(2)をTC0に割り付けるために、設定テーブル40aはセレクタ(1)とセレクタ(2)に対しての制御コマンドである“0”を発行する。ライン等時性制約があるトラフィックグループであるデータ転送モジュール(3)をTC6に割り付けるために、設定テーブル40aはセレクタ(3)に対しての制御コマンドである“6”を発行する。   FIG. 28 is a schematic diagram illustrating an example of the setting table 40a. As shown in FIG. 28, the setting table 40a stores a traffic class (TC) set for each group by the traffic class setting means 40. In the example shown in FIG. 28, the data transfer module (1) and the data transfer module (2) are traffic groups with page isochronous restrictions, and the data transfer module (3) is a traffic group with line isochronous restrictions. Indicates a case. In the present embodiment, a traffic class (TC) associated with each traffic group type is determined. Therefore, in order to allocate the data transfer module (1) and the data transfer module (2), which are traffic groups having page isochronous restrictions, to the TC0, the setting table 40a is assigned to the selector (1) and the selector (2). A control command “0” is issued. In order to assign the data transfer module (3), which is a traffic group having a line isochronous constraint, to the TC 6, the setting table 40a issues “6” which is a control command for the selector (3).

チャネル設定手段50は、設定テーブル50a、アービタ50bにより構成される。なお、図27に示す構成では、必要最小限の対応づけが出来る構成としているが、各トラフィッククラス(TC)のトラフィックが全てのバーチャルチャネル(VC)に設定できるように、各トラフィッククラス(TC)に対してセレクタを設けても構わない。この場合、トラフィッククラス設定手段40のように、チャネル設定手段50も、設定テーブルとセレクタとアービタとにより構成されることになる。   The channel setting means 50 includes a setting table 50a and an arbiter 50b. In the configuration shown in FIG. 27, the minimum necessary correspondence is possible. However, each traffic class (TC) is set so that traffic of each traffic class (TC) can be set to all virtual channels (VC). Alternatively, a selector may be provided. In this case, like the traffic class setting unit 40, the channel setting unit 50 is also configured by a setting table, a selector, and an arbiter.

次に、トラフィッククラス設定手段40により、データ転送モジュール30で発生したトラフィックをトラフィッククラス(TC)に対応付ける動作について説明する。   Next, an operation of associating traffic generated in the data transfer module 30 with a traffic class (TC) by the traffic class setting unit 40 will be described.

データ転送モジュール(1)で発生するトラフィック(1)をTC0に割り付けるために、トラフィッククラス設定手段40の設定テーブル40aからセレクタ(1)とアービタ(00)に対して制御信号を送る。セレクタ(1)では、受け取った制御信号に基づいて出力ポートの選択を行い、トラフィック(1)をアービタ(00)に伝える。アービタ(00)は、図27に示す例においては競合するトラフィックが入力されていないが、設定テーブル40aからの制御信号に基づいて入力された信号のアービトレーションを行う。この結果、トラフィック(1)がTC0に割り付けられる。   In order to allocate the traffic (1) generated in the data transfer module (1) to TC0, a control signal is sent from the setting table 40a of the traffic class setting means 40 to the selector (1) and the arbiter (00). The selector (1) selects an output port based on the received control signal and transmits the traffic (1) to the arbiter (00). The arbiter (00) arbitrates the input signal based on the control signal from the setting table 40a, although no competing traffic is input in the example shown in FIG. As a result, traffic (1) is allocated to TC0.

同様に、データ転送モジュール(2)で発生するトラフィック(2)をTC1に割り付けるために、トラフィッククラス設定手段40の設定テーブル40aからセレクタ(2)とアービタ(01)に対して制御信号を送る。セレクタ(2)では、受け取った制御信号に基づいて出力ポートの選択を行い、トラフィック(2)をアービタ(01)に伝える。アービタ(01)は、図27に示す例においては競合するトラフィックが入力されていないが、設定テーブル40aからの制御信号に基づいて入力された信号のアービトレーションを行う。この結果、トラフィック(2)がTC1に割り付けられる。   Similarly, in order to allocate the traffic (2) generated in the data transfer module (2) to TC1, a control signal is sent from the setting table 40a of the traffic class setting means 40 to the selector (2) and the arbiter (01). The selector (2) selects an output port based on the received control signal and transmits the traffic (2) to the arbiter (01). The arbiter (01) arbitrates the input signal based on the control signal from the setting table 40a, although no competing traffic is input in the example shown in FIG. As a result, traffic (2) is allocated to TC1.

同様に、データ転送モジュール(3)で発生するトラフィック(3)をTC6に割り付けるために、トラフィッククラス設定手段40の設定テーブル40aからセレクタ(3)とアービタ(06)に対して制御信号を送る。セレクタ(3)では、受け取った制御信号に基づいて出力ポートの選択を行い、トラフィック(3)をアービタ(06)に伝える。アービタ(06)は、図27に示す例においては競合するトラフィックが入力されていないが、設定テーブル40aからの制御信号に基づいて入力された信号のアービトレーションを行う。この結果、トラフィック(3)がTC6に割り付けられる。   Similarly, in order to allocate the traffic (3) generated in the data transfer module (3) to the TC 6, a control signal is sent from the setting table 40a of the traffic class setting means 40 to the selector (3) and the arbiter (06). The selector (3) selects an output port based on the received control signal and transmits the traffic (3) to the arbiter (06). In the example shown in FIG. 27, the arbiter (06) does not receive competing traffic, but arbitrates the input signal based on the control signal from the setting table 40a. As a result, traffic (3) is allocated to TC6.

次に、各トラフィッククラス(TC)に対応付けられたトラフィックが、チャネル設定手段50によりバーチャルチャネル(VC)に対応付けられる動作について説明する。   Next, the operation in which the traffic associated with each traffic class (TC) is associated with the virtual channel (VC) by the channel setting means 50 will be described.

TC0(トラフィック(1))とTC1(トラフィック(2))のトラフィックは、アービタ(10)に入力される。アービタ(10)では、設定テーブル50aからの制御信号に基づいて入力された信号のアービトレーションを行う。この結果、TC0(トラフィック(1))とTC1(トラフィック(2))のトラフィックがVC0に割り付けられる。   The traffic of TC0 (traffic (1)) and TC1 (traffic (2)) is input to the arbiter (10). The arbiter (10) performs arbitration of the input signal based on the control signal from the setting table 50a. As a result, the traffic of TC0 (traffic (1)) and TC1 (traffic (2)) is allocated to VC0.

同様に、TC6(トラフィック(3))とTC7(トラフィック無し)のトラフィックは、アービタ(13)に入力される。アービタ(13)では、図27に示す例においては競合するトラフィックが入力されていないが、設定テーブル50aからの制御信号に基づいて入力された信号のアービトレーションを行う。この結果、TC6(トラフィック(3))のトラフィックがVC3に割り付けられる。   Similarly, the traffic of TC6 (traffic (3)) and TC7 (no traffic) is input to the arbiter (13). In the example shown in FIG. 27, the arbiter (13) does not receive competing traffic, but arbitrates the input signal based on the control signal from the setting table 50a. As a result, the traffic of TC6 (traffic (3)) is allocated to VC3.

[動作例]
ここで、動作例について説明する。まず、各デバイス間のデータ通信についてのグループ分類(グループテーブル)について説明する。本実施の形態においては、データのトラフィッククラス(TC)を、例えば「等時性」および「ロスレス/ロッシー」に基づいて分類している。より詳細には、下記に示すような分類(グループテーブル)としている。なお、ASパケットのPerishable bit(図29参照)をアクティブにする(Packet Droppingを許可する)ことにより、ロッシー機能をONにすることができるので、「ロスレス/ロッシー」に従ってグループ分類する場合、ASパケットのPerishable bitを参照するようにすれば良い。すなわち、ASパケットのPerishable bitを参照することにより、ロスレス/ロッシーを容易に識別することができる。
1.グループA:LSYNC等時性制約
(1)スキャナ4→オペレーションパネル10の表示画像
(2)オペレーションパネル10の表示画像→プロッタ5
2.グループB:ページ等時性制約
(3)画像メモリ6→オペレーションパネル10の表示画像
(4)オペレーションパネル10の表示画像→画像メモリ6
(5)画像メモリ6→オペレーションパネル10の表示画像
3.グループC:等時性制約なし(ロスレス)
(6)オペレーションパネル10→システムコントローラ3
(7)オペレーションパネル10→システムコントローラ3
(8)人体検知センサ8→システムコントローラ3(人体検知:いる/いない)
(9)個体検出センサ9→システムコントローラ3(個体検知:RFID(符号))
(10)生体情報入力装置7→システムコントローラ3(個体検知:生体データ(指紋、虹彩画像など))
(11)システムコントローラ3→オペレーションパネル10、制御情報表示(色合わせ)
4.グループD:等時性制約なし(ロッシー)
(12)外部I/O11→UI(動画出力(MPEG/AVI))
(13)UI(カメラユニット)→NIC12(動画入力)
(14)NIC12→UI(音声出力)
(15)UI→画像メモリ6(音声入力)
(16)NIC12→オペレーションパネル10の表示画像(web静止画出力)
(17)NIC12→オペレーションパネル10の表示画像(web動画出力)
[Operation example]
Here, an operation example will be described. First, group classification (group table) for data communication between devices will be described. In the present embodiment, the data traffic class (TC) is classified based on, for example, “isochronous” and “lossless / lossy”. More specifically, the classification (group table) is as shown below. In addition, since the lossy function can be turned on by activating the Perishable bit (see FIG. 29) of the AS packet (allowing packet dropping), when performing group classification according to “lossless / lossy”, the AS packet Refer to Perishable bit. That is, lossless / lossy can be easily identified by referring to the Perishable bit of the AS packet.
1. Group A: LSYNC isochronous constraints (1) Scanner 4 → Display image on operation panel 10 (2) Display image on operation panel 10 → Plotter 5
2. Group B: Isochronous constraints on pages (3) Image memory 6 → display image on operation panel 10 (4) Display image on operation panel 10 → image memory 6
(5) Image memory 6 → display image on operation panel 10 Group C: No isochronous constraints (lossless)
(6) Operation panel 10 → System controller 3
(7) Operation panel 10 → System controller 3
(8) Human body detection sensor 8 → system controller 3 (human body detection: present / not present)
(9) Individual detection sensor 9 → system controller 3 (individual detection: RFID (sign))
(10) Biometric information input device 7 → system controller 3 (individual detection: biometric data (fingerprint, iris image, etc.))
(11) System controller 3 → operation panel 10, control information display (color matching)
4). Group D: No isochronous constraints (Lossy)
(12) External I / O11 → UI (video output (MPEG / AVI))
(13) UI (camera unit) → NIC12 (video input)
(14) NIC12 → UI (voice output)
(15) UI → image memory 6 (voice input)
(16) NIC12 → Display image of operation panel 10 (web still image output)
(17) NIC12 → Display image of operation panel 10 (web moving image output)

このようにして各デバイス間のデータ通信を所定の条件(ここでは、「等時性」および「ロスレス/ロッシー」)でグループに分類する。   In this way, data communication between devices is classified into groups according to predetermined conditions (here, “isochronous” and “lossless / lossy”).

そして、このようにして分類されたグループ毎にトラフィッククラス(TC)を使用してデータ通信のプライオリティ(優先度)を与える。ここでは、トラフィッククラス設定手段40によってデータ通信のプライオリティ(優先度)を、
グループA>グループB>グループC>グループD
とする。すなわち、各デバイス間のデータ通信においては、等時性制約が高いグループを優先的にデータ通信するとともに、等時性制約がなくともロスレスのグループを優先的にデータ通信することになる。
Then, the priority (priority) of data communication is given using the traffic class (TC) for each group classified in this way. Here, the priority (priority) of data communication is set by the traffic class setting means 40,
Group A> Group B> Group C> Group D
And In other words, in data communication between devices, a group having high isochronous constraints is preferentially data communicated, and a lossless group is preferentially data communicated even without isochronous constraints.

すなわち、一定の時間内にデータを送信する必要がある等時性制約があるトラフィックをグループとして分類することにより、スキャナ4やプロッタ5のようなデバイスからの等時性制約があるトラフィックの優先度を等時性制約がないトラフィックよりも高くすることができるので、混在時におけるスキャナ4やプロッタ5などの等時性を確保することができる。また、ライン同期信号単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類することにより、スキャナ4やプロッタ5のようなデバイスからのライン同期信号単位で等時性制約があるトラフィックの優先度をページ単位で等時性制約があるトラフィックよりも高くすることができるので、混在時におけるスキャナ4やプロッタ5などの等時性を確保することができる。さらに、ページ単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類することにより、ページ単位で等時性制約があるトラフィックの優先度を等時性制約がないトラフィックよりも高くすることができるので、混在時における等時性を確保することができる。   That is, by classifying traffic having isochronous constraints that require data transmission within a certain time as a group, priority of traffic having isochronous constraints from devices such as the scanner 4 and the plotter 5 Therefore, the isochronism of the scanner 4 and the plotter 5 when mixed can be ensured. In addition, by classifying traffic having isochronous restrictions in units of line synchronization signals as a group, the priority of traffic having isochronous restrictions in units of line synchronization signals from devices such as the scanner 4 and the plotter 5 is displayed. Since it can be made higher than traffic having isochronous restrictions in units, it is possible to ensure isochronism of the scanner 4 and the plotter 5 when mixed. Furthermore, by classifying traffic with isochronous constraints on a page basis as a group, traffic with isochronous constraints on a page basis can be given higher priority than traffic without isochronous constraints, Isochronism at the time of mixing can be ensured.

また、等時性制約がないトラフィックについて、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類することにより、等時性制約がなくともロスレスのグループを優先的にデータ通信することができる。   Further, by classifying traffic having no isochronous restriction according to the lossless / lossy data compression method, lossless groups can be preferentially communicated with data without any isochronous restriction.

データ通信のプライオリティ(優先度)が決められた各トラフィッククラス(TC)は、チャネル設定手段50により仮想チャネル(VC)をマッピングされる。本実施の形態においては、1つの仮想チャネル(VC)に対して1つのトラフィッククラス(TC)がマッピングされるものとする。   Each traffic class (TC) for which the priority (priority) of data communication is determined is mapped with a virtual channel (VC) by the channel setting means 50. In the present embodiment, it is assumed that one traffic class (TC) is mapped to one virtual channel (VC).

これにより、ASI(Advanced Switching Interconnect)を制御する上位のソフトウェアであるファブリック管理機能(AS Fabric Mngmnt)は、トラフィッククラス(TC)を利用することで、トランザクションの優先度を制御することが可能となる。   As a result, the fabric management function (AS Fabric Mngmnt), which is the upper software that controls the Advanced Switching Interconnect (ASI), can control the priority of the transaction by using the traffic class (TC). .

このように本実施の形態によれば、各デバイス間のデータ通信に際して、各デバイス間のトラフィックの性質に基づいてグループに分類したグループテーブルに従ってグループ毎にトラフィッククラスを設定し、設定された各トラフィッククラスを異なる仮想チャネルにそれぞれ割り当ててデータ通信の優先度を与えることにより、様々な性質の異なるトラフィックを持つデバイスを高速シリアルスイッチファブリックに対して自由に拡張することができる。   As described above, according to the present embodiment, when data communication is performed between devices, a traffic class is set for each group according to a group table classified into groups based on the nature of traffic between the devices, and each set traffic is set. By assigning classes to different virtual channels to give priority to data communication, devices with different traffic characteristics can be freely extended to the high-speed serial switch fabric.

なお、本実施の形態においては、各デバイス間のデータ通信を「等時性」および「ロスレス/ロッシー」でグループに分類したが、これはあくまでも一例であって、性質の異なるトラフィッククラス(TC)に分類することができるものであれば良い。   In the present embodiment, data communication between devices is classified into “isochronous” and “lossless / lossy” groups. However, this is merely an example, and traffic classes (TC) having different properties are used. As long as it can be classified into

既存PCIシステムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the existing PCI system. PCI Expressシステムの構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a PCI Express system. デスクトップ/モバイルでのPCI Expressプラットホームの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the PCI Express platform in desktop / mobile. x4の場合の物理層の構造例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the physical layer in the case of x4. デバイス間のレーン接続例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of lane connection between devices. スイッチの論理的構造例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the logical structural example of a switch. 既存のPCIのアーキテクチャを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the architecture of the existing PCI. PCI Expressのアーキテクチャを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the architecture of PCI Express. PCI Expressの階層構造を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hierarchical structure of PCI Express. トランザクションレイヤパケットのフォーマット例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the format example of a transaction layer packet. PCI Expressのコンフィグレーション空間を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the configuration space of PCI Express. 仮想チャネルの概念を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the concept of a virtual channel. データリンクレイヤパケットのフォーマット例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the format example of a data link layer packet. x4リンクでのバイトストライピング例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the byte striping example in x4 link. L0/L0s/L1/L2というリンクステートの定義について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the definition of the link state of L0 / L0s / L1 / L2. アクティブステート電源管理の制御例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of control of active state power management. PCI ExpressアーキテクチャとAdvanced Switching Interconnectの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between PCI Express architecture and Advanced Switching Interconnect. ファブリック管理機能における初期化シーケンスを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the initialization sequence in a fabric management function. Advanced Switching Interconnectにおけるプロトコルのカプセル化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the encapsulation of the protocol in Advanced Switching Interconnect. Advanced Switching Interconnectによる複数デバイス間のストレージやIOリソースの共有を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the sharing of the storage and IO resource between several devices by Advanced Switching Interconnect. Advanced Switching Interconnectによる通信例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of communication by Advanced Switching Interconnect. Congestion Managementについて示す説明図である。It is explanatory drawing shown about Congestion Management. Congestion Managementについて示す説明図である。It is explanatory drawing shown about Congestion Management. BVC(Bypass Capable Unicast)を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating BVC (Bypass Capable Unicast). OVC(Ordered-Only Unicast)を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating OVC (Ordered-Only Unicast). MVC(Multicast)を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating MVC (Multicast). 本発明の実施の一形態の情報処理装置の構成例を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structural example of the information processing apparatus of one Embodiment of this invention. 図25の情報処理装置の構成を部分的に詳細に示すブロック図である。FIG. 26 is a block diagram partially showing in detail the configuration of the information processing apparatus of FIG. 25. デバイスの構成を詳細に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a device in detail. 設定テーブルの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a setting table. ASIパケットのPerishable bitを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating Perishable bit of an ASI packet.

符号の説明Explanation of symbols

1 情報処理装置
2 高速シリアルスイッチファブリック
3〜12 デバイス
40 トラフィッククラス設定手段
50 チャネル設定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Information processing apparatus 2 High-speed serial switch fabric 3-12 Device 40 Traffic class setting means 50 Channel setting means

Claims (14)

トラフィックの差別化を行うことができるトラフィッククラスを仮想チャネルに対してマッピング可能な高速シリアルスイッチファブリックを介して複数のデバイスを接続した情報処理装置において、
前記各デバイス間のデータ通信を、前記各デバイス間のトラフィックの性質に基づいてグループに分類したグループテーブルと、
このグループテーブルに従って前記グループ毎に前記トラフィッククラスを設定するトラフィッククラス設定手段と、
このトラフィッククラス設定手段により設定された前記各トラフィッククラスを、異なる前記仮想チャネルにそれぞれ割り当ててデータ通信の優先度を与えるチャネル設定手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
In an information processing apparatus that connects multiple devices via a high-speed serial switch fabric that can map traffic classes that can differentiate traffic to virtual channels,
A group table in which data communication between the devices is classified into groups based on the nature of traffic between the devices;
Traffic class setting means for setting the traffic class for each group according to the group table;
Channel setting means for assigning each traffic class set by the traffic class setting means to a different virtual channel and giving priority to data communication;
An information processing apparatus comprising:
前記高速シリアルスイッチファブリックは、Advanced Switching Interconnect規格のスイッチファブリックである、
ことを特徴とする請求項1記載の情報処理装置。
The high-speed serial switch fabric is an Advanced Switching Interconnect standard switch fabric,
The information processing apparatus according to claim 1.
一定の時間内にデータを送信する必要がある等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する、
ことを特徴とする請求項1または2記載の情報処理装置。
Classify traffic with isochronous constraints that need to send data within a certain amount of time as a group,
The information processing apparatus according to claim 1 or 2.
ライン同期信号単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する、
ことを特徴とする請求項3記載の情報処理装置。
Classify traffic that has isochronous restrictions in line synchronization signal units as a group,
The information processing apparatus according to claim 3.
ページ単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する、
ことを特徴とする請求項3記載の情報処理装置。
Classify traffic with isochronous constraints on a page basis as a group,
The information processing apparatus according to claim 3.
前記等時性制約がないトラフィックについて、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類する、
ことを特徴とする請求項3ないし5のいずれか一記載の情報処理装置。
Group traffic according to the lossless / lossy data compression method for traffic without the isochronous constraint,
The information processing apparatus according to claim 3, wherein the information processing apparatus is an information processing apparatus.
データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類する場合、ASI(Advanced Switching Interconnect)パケットのPerishable bitを参照する、
ことを特徴とする請求項6記載の情報処理装置。
When grouping according to the lossless / lossy data compression method, refer to Perishable bit of ASI (Advanced Switching Interconnect) packet.
The information processing apparatus according to claim 6.
トラフィックの差別化を行うことができるトラフィッククラスを仮想チャネルに対してマッピング可能な高速シリアルスイッチファブリックを介して複数のデバイスを接続した情報処理装置におけるデータ通信方法であって、
前記各デバイス間のデータ通信を、前記各デバイス間のトラフィックの性質に基づいてグループに分類したグループテーブルに従って前記グループ毎に前記トラフィッククラスを設定するトラフィッククラス設定工程と、
このトラフィッククラス設定工程により設定された前記各トラフィッククラスを、異なる前記仮想チャネルにそれぞれ割り当ててデータ通信の優先度を与えるチャネル設定工程と、
を含むことを特徴とするデータ通信方法。
A data communication method in an information processing apparatus in which a plurality of devices are connected via a high-speed serial switch fabric capable of mapping a traffic class capable of differentiating traffic to a virtual channel,
A traffic class setting step for setting the traffic class for each group according to a group table in which data communication between the devices is classified into groups based on the traffic characteristics between the devices;
A channel setting step of assigning each traffic class set by the traffic class setting step to a different virtual channel to give a priority of data communication;
A data communication method comprising:
前記高速シリアルスイッチファブリックは、Advanced Switching Interconnect規格のスイッチファブリックである、
ことを特徴とする請求項8記載のデータ通信方法。
The high-speed serial switch fabric is an Advanced Switching Interconnect standard switch fabric,
9. The data communication method according to claim 8, wherein:
一定の時間内にデータを送信する必要がある等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する、
ことを特徴とする請求項8または9記載のデータ通信方法。
Classify traffic with isochronous constraints that need to send data within a certain amount of time as a group,
10. The data communication method according to claim 8 or 9, wherein:
ライン同期信号単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する、
ことを特徴とする請求項10記載のデータ通信方法。
Classify traffic that has isochronous restrictions in line synchronization signal units as a group,
The data communication method according to claim 10.
ページ単位で等時性制約があるトラフィックをグループとして分類する、
ことを特徴とする請求項10記載のデータ通信方法。
Classify traffic with isochronous constraints on a page basis as a group,
The data communication method according to claim 10.
前記等時性制約がないトラフィックについて、データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類する、
ことを特徴とする請求項10ないし12のいずれか一記載のデータ通信方法。
Group traffic according to the lossless / lossy data compression method for traffic without the isochronous constraint,
The data communication method according to claim 10, wherein the data communication method is a data communication method.
データ圧縮方式であるロスレス/ロッシーに従ってグループ分類する場合、ASI(Advanced Switching Interconnect)パケットのPerishable bitを参照する、
ことを特徴とする請求項13記載のデータ通信方法。
When grouping according to the lossless / lossy data compression method, refer to Perishable bit of ASI (Advanced Switching Interconnect) packet.
The data communication method according to claim 13.
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