RU2642383C2 - Method of information transmission - Google Patents

Method of information transmission Download PDF

Info

Publication number
RU2642383C2
RU2642383C2 RU2016135749A RU2016135749A RU2642383C2 RU 2642383 C2 RU2642383 C2 RU 2642383C2 RU 2016135749 A RU2016135749 A RU 2016135749A RU 2016135749 A RU2016135749 A RU 2016135749A RU 2642383 C2 RU2642383 C2 RU 2642383C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pci
packet
express
bus
information
Prior art date
Application number
RU2016135749A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016135749A (en
Inventor
Андрей Сергеевич Першин
Юрий Сергеевич Осипов
Ренат Харисович Гайнутдинов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ГРЭК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ГРЭК" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ГРЭК"
Priority to RU2016135749A priority Critical patent/RU2642383C2/en
Publication of RU2016135749A publication Critical patent/RU2016135749A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2642383C2 publication Critical patent/RU2642383C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/36Handling requests for interconnection or transfer for access to common bus or bus system
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4204Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00Digital computers in general; Data processing equipment in general

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: method of information transmission is characterized by the fact that information in a format of PCI-Express packets is transmitted both by serial high-speed communication links and by a parallel bus, and depending on the addresses in the packet, data is redirected either inside I-Bus controller, or to an external bus of PCI-Express and then through the RCI-Express commutator and to the other I-Bus controllers. The PCI-Express commutator is designed to transmit a packet to several I-Bus controllers simultaneously, and the I-Bus controller is designed to operate in a double speed flow processing mode. Determination of the amount of the required terminal stations and commutators with determination of the required topology of communication links between them are preliminary carried out, the used commutators and terminal devices for information reception/transmission are adjusted, the transmitted information is divided into packets for transmission by the PCI-Express standard with a payload size of not more than 4 kilobytes.
EFFECT: ensuring the use of a packet format of PCI-Express standard for transmission by both serial and parallel buses.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники, предназначено для построения систем цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени.The invention relates to the field of computer technology, is intended for the construction of digital signal processing systems in real time.

Разработанное техническое решение основано на использовании шины (I-Bus), соединяющей между собой устройства, участвующие в приеме, ретрансляции, обработке информации в реальном масштабе времени. Через указанную шину происходит распределение первичных или предобработанных данных для дальнейшей обработки. Данные передают в формате PCI-Express пакетов.The developed technical solution is based on the use of the bus (I-Bus), which interconnects the devices involved in receiving, relaying, processing information in real time. Via the specified bus, primary or pre-processed data is distributed for further processing. Data is transmitted in the format of PCI-Express packets.

Известна система TSPANU, предназначенная для обработки сигналов в гидроакустических комплексах. Ее описание приведено в статье Н.М. South и др. Tecnologies for Sonar Processing JOHNS HOPKINS APL Technical Digest, VOLUME 19, NUMBER 4, 1998.Known system TSPANU, designed to process signals in sonar systems. Its description is given in an article by N.M. South et al. Tecnologies for Sonar Processing JOHNS HOPKINS APL Technical Digest, VOLUME 19, NUMBER 4, 1998.

Известен (RU, патент 2207620, опубл. 27.06.2003) цифровой вычислительный комплекс (ЦВК) для обработки сигналов в гидроакустических системах.Known (RU, patent 2207620, publ. 06/27/2003) digital computer complex (CVC) for processing signals in sonar systems.

Цифровой вычислительный комплекс (ЦВК) для обработки сигналов в гидроакустических системах в реальном масштабе времени представляет собой модульную, реконфигурируемую архитектуру, содержащий группу индивидуальных процессоров, объединенных одной высокоскоростной шиной, схемой управления и общей памятью. При этом указанные индивидуальные процессоры выполнены на базе двухпортовых сигнальных микропроцессоров. ЦВК содержит несколько групп индивидуальных процессоров, причем группы индивидуальных процессоров объединены в один или несколько модулей программируемых процессоров (ППС). В ЦВК введены также один или несколько модулей ЭВМ, выполненных на базе универсальных микропроцессоров, и модулей пульта, включающего один или два монитора, пультовую ЭВМ, клавиатуру и манипулятор, ко входам модулей ППС, являющимся входами ЦВК, и между модулями ППС включены радиальные каналы передачи обрабатываемых сигналов, в ЦВК введены две сети Ethernet, при этом модули ППС объединены с модулями ЭВМ одной, а модули ЭВМ объединены с модулями пультов другой сетью Ethernet, в ЦВК введены две магистральные шины последовательного интерфейса типа Манчестер-2 для обмена данными и управляющими воздействиями с внешними системами, причем все модули ППС соединены с одной, а модули ЭВМ и модули пультов с другой магистральной шиной интерфейса Манчестер-2.The digital computer complex (CVC) for real-time processing of signals in sonar systems is a modular, reconfigurable architecture that contains a group of individual processors connected by one high-speed bus, control circuit, and shared memory. Moreover, these individual processors are based on dual-port signal microprocessors. The CVC contains several groups of individual processors, and groups of individual processors are combined into one or more modules of programmable processors (PPPs). One or several computer modules, made on the basis of universal microprocessors, and remote control modules, including one or two monitors, a remote computer, a keyboard and a manipulator, have been included in the CVCs to the inputs of the faculty modules, which are the inputs of the CVC, and radial transmission channels are included between the faculty modules of the processed signals, two Ethernet networks were introduced into the CVC, while the PPS modules are combined with one computer module, and the computer modules are combined with the remote control modules by another Ethernet network, two main bus of the Man interface type are introduced into the CVC Chester-2 for the exchange of data and control actions with external systems, with all the faculty modules connected to one, and the computer modules and remote control modules with the other main bus interface Manchester-2.

Недостатком известных технических решений следует признать непригодность их для достижения нижеуказанного технического результата.A disadvantage of the known technical solutions should recognize their unsuitability for achieving the following technical result.

TSPANU, в частности, не оптимальна для обработки данных в реальном масштабе времени, при этом имеет относительно невысокую производительность, а вышеперечисленный ЦВК не отвечает требованиям современного комплекса распределения данных. А именно: ЦВК обладает кольцевыми входными и выходными шинами, что означает ограниченную максимальную пропускную способность шины, и при наличии необходимости обработать поток данных большего объема мы упираемся в ограничение архитектуры комплекса.TSPANU, in particular, is not optimal for real-time data processing, while it has relatively low performance, and the above-mentioned CVC does not meet the requirements of a modern data distribution complex. Namely: the CVC has ring input and output buses, which means a limited maximum bus bandwidth, and if there is a need to process a larger data stream, we run into a limitation of the complex architecture.

В I-Bus же используют распределение потоков через неблокирующие коммутаторы в контроллере I-Bus и неблокирующие коммутаторы PCI-Express, поэтому добавление дополнительного контроллера I-Bus и соответствующее наращивание входного потока данных не влияет существенно на производительность остальных устройств. Архитектура I-Bus и решетка (lattice) в I-Bus контроллере оптимизированы под количественное распределение поступающего потока данных, то есть внутри потока не выделяются/разделяются данные по каким-либо отличительным признакам, а происходит равномерное распределение данных по контроллерам.In I-Bus, however, they use the distribution of flows through non-blocking switches in the I-Bus controller and non-blocking PCI-Express switches, so adding an additional I-Bus controller and correspondingly increasing the input data stream does not significantly affect the performance of other devices. The I-Bus architecture and lattice in the I-Bus controller are optimized for the quantitative distribution of the incoming data stream, that is, the data is not allocated / separated by any distinctive signs inside the stream, but the data is distributed evenly across the controllers.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в разработке нового способа передачи информации между физическими объектами.The technical problem solved by the developed method is to develop a new method for transmitting information between physical objects.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в использовании формата пакетов стандарта PCI-Express для передачи как по последовательным, так и по параллельным шинам, позволяя использовать существующее оборудование (где отсутствуют последовательные приемопередатчики), а также упрощения конфигурации системы в целом, что позволяет уменьшить энергопотребление.The technical result achieved by the implementation of the developed method consists in using the format of packets of the PCI-Express standard for transmission on both serial and parallel buses, allowing the use of existing equipment (where there are no serial transceivers), as well as simplifying the configuration of the system as a whole, which allows you to reduce power consumption.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ передачи информации между физическими объектами. Согласно разработанному способу информацию в формате PCI-Express пакетов передают как по последовательным высокоскоростным каналам связи, так и по параллельной шине и, в зависимости от адреса в пакете, осуществляют перенаправление данных либо внутрь контроллера, либо на внешнюю шину PCI-Express и далее через коммутатор PCI-Express на и другие контроллеры I-Bus, при этом коммутатор PCI-Express выполнен с возможностью передавать пакет одновременно нескольким контроллерам, контроллер I-Bus выполнен с возможностью работы в режиме удвоенной скорости обработки потока, причем предварительно проводят определение количества необходимых оконечных станций и коммутаторов с определением необходимой топологии каналов связи между ними, с использованием пропускания через используемые каналы связи конфигурационных пакетов, настраивают используемые коммутаторы и оконечные устройства для приема/передачи информации, передаваемую информацию разбивают на пакеты для передачи по стандарту PCI-Express размером полезных данных не свыше 4 килобайт, при этом каждый пакет состоит из заголовка и поля данных, предназначенного в том числе и для записи передаваемой информации, при этом заголовок содержит информацию о типе пакета, адрес отправителя пакета и адрес приемника, в качестве формата обмена данными используют уровни PCI-Express, а именно: Physical Layer, Data Link Layer, Transaction Layer.To achieve the specified technical result, it is proposed to use the developed method for transmitting information between physical objects. According to the developed method, information in the format of PCI-Express packets is transmitted both through serial high-speed communication channels and through a parallel bus, and, depending on the address in the packet, data is redirected either inside the controller or to an external PCI-Express bus and then through the switch PCI-Express to other I-Bus controllers, while the PCI-Express switch is capable of transmitting a packet to several controllers at the same time, the I-Bus controller is capable of operating in the double processing speed mode and, moreover, preliminary determination of the number of necessary terminal stations and switches is carried out with the determination of the necessary topology of communication channels between them, using the transmission of configuration packets through the used communication channels, the used switches and terminal devices for receiving / transmitting information are configured, the transmitted information is divided into packets for transmission according to the PCI-Express standard, the size of the useful data is not more than 4 kilobytes, with each packet consisting of a header and a data field, including for recording the transmitted information, the header contains information about the type of packet, the sender address of the packet and the address of the receiver, PCI-Express levels are used as the data exchange format, namely: Physical Layer, Data Link Layer, Transaction Layer.

Разработанный способ основан на следующих положениях:The developed method is based on the following provisions:

- Пакеты PCI-Express передают как по последовательным, так и по параллельным шинам;- PCI-Express packets are transmitted both through serial and parallel buses;

- Используют упрощенную систему конфигурирования PCI-Express;- Use a simplified system for configuring PCI-Express;

- Используют передачу пакетов одновременно нескольким абонентам (multicast) с упрощенным конфигурированием этого механизма;- Use the transmission of packets simultaneously to multiple subscribers (multicast) with a simplified configuration of this mechanism;

- I-Bus контроллер имеет режим удвоенной скорости обработки потока.- The I-Bus controller has a double stream processing mode.

Схема I-Bus контроллера приведена на фиг. 1. На фиг. 2 представлена схема конфигурации I-Bus контроллера.The I-Bus controller circuit is shown in FIG. 1. In FIG. Figure 2 shows the configuration diagram of the I-Bus controller.

Первичные данные поступают с мезонинов (Mez1 и Mez2), далее по параллельной шине направляются в I-Вus контроллер, где в зависимости от адреса в пакете происходит перенаправление данных:The primary data comes from mezzanines (Mez1 and Mez2), then they are sent to the I-Bus controller via a parallel bus, where, depending on the address in the packet, data is redirected:

- либо на внешнюю шину PCI-Express и далее через коммутатор PCI-Express на другие контроллеры I-Bus;- either to an external PCI-Express bus and then through a PCI-Express switch to other I-Bus controllers;

- либо во внутренний обработчик данных (Lattice) и далее в сигнальные процессоры TS0…TS7;- either to the internal data processor (Lattice) and further to the signal processors TS0 ... TS7;

- либо напрямую в процессор TS0.- either directly to the TS0 processor.

Внутренний обработчик данных контроллера в соответствии со своей конфигурацией распределяет данные по восьми сигнальным процессорам TS0…TS7.The internal data processor of the controller, in accordance with its configuration, distributes the data among the eight signal processors TS0 ... TS7.

Ширина шины PCI-Expressy контроллера и коммутатора равна 2lane.The bus width of the PCI-Expressy controller and switch is 2lane.

Коммутатор PCI-Express имеет возможность передавать пакет одновременно нескольким контроллерам (групповая рассылка). Признаком того, что пакет адресован нескольким абонентам, является соответствующий бит в адресе. По сравнению со стандартом PCI-Express в шине I-Bus групповая рассылка реализована проще, следовательно, не нужны дополнительные ресурсы микросхем.The PCI-Express switch has the ability to send a packet simultaneously to multiple controllers (multicast). A sign that a packet is addressed to several subscribers is the corresponding bit in the address. Compared to the PCI-Express standard, the I-Bus multicast is simpler, therefore, additional chip resources are not needed.

Мезонин АЦП передает по параллельной шине информацию в формате PCI-Express пакетов в I-Bus-контроллер. В зависимости от адреса в пакете, I-Bus-контроллер направляет пакет либо в коммутатор PCI-Express, либо в обработчики пакетов в I-Bus-контроллере. Связь между I-Bus-контроллером и коммутатором PCI-Express осуществляют по последовательной шине PCI-Express со скоростью 2.5 Гигабит/сек.The mezzanine of the ADC transmits information in the format of PCI-Express packets to the I-Bus controller via a parallel bus. Depending on the address in the packet, the I-Bus controller forwards the packet either to the PCI-Express switch or to the packet handlers in the I-Bus controller. Communication between the I-Bus controller and the PCI-Express switch is carried out via the serial PCI-Express bus at a speed of 2.5 Gigabits / s.

В I-Bus все данные передают в пакетном базисе стандарта PCI-Express. Существуют следующие основные типы обращений (передачи и запросы на передачу данных):In I-Bus, all data is transmitted in a packet basis of the PCI-Express standard. There are the following main types of calls (transfers and data transfer requests):

- Конфигурационные обращения. Конфигурационная запись и конфигурационное чтение.- Configuration calls. Configuration record and configuration read.

- Обращения типа MemoryWrite (запись данных).- Accesses of type MemoryWrite (data recording).

- Обращение типа MemoryRead (чтение данных).- The appeal of type MemoryRead (data reading).

В свою очередь, обращения типа MemoryWrite или MemoryRead могут быть 32- или 64-разрядными. В первом случае используют пакеты с заголовком, состоящим из 3-х слов (3DW), во втором - с заголовком, состоящим из 4-х слов (4DW).In turn, calls like MemoryWrite or MemoryRead can be 32-bit or 64-bit. In the first case, packets with a heading of 3 words (3DW) are used, in the second case with a heading of 4 words (4DW).

Ниже приведены типы пакетов, используемые для обмена между устройствами комплекса по шине I-Bus.Below are the types of packages used for exchange between the devices of the complex via I-Bus.

Формат пакета Configuration Туре 0 Write.The format of the Configuration Package is 0 Write.

Figure 00000001
Figure 00000001

Данный пакет используют для записи конфигурационных регистров устройства на шине I-Bus.This package is used to write configuration registers of the device on the I-Bus.

RequesterID - идентификатор устройства, инициировавшего запись.RequesterID - identifier of the device that initiated the recording.

BusNumber - номер шины.BusNumber is the bus number.

DeviceNumber - номер устройства.DeviceNumber - device number.

FunctionNumber – номер функции.FunctionNumber - function number.

Формат пакета Configuration Type 0 Read.Package format Configuration Type 0 Read.

Figure 00000002
Figure 00000002

Пакет Configuration Type 0 Read служит для чтения конфигурационных регистров устройства на шине I-Bus.The Configuration Type 0 Read packet is used to read the device configuration registers on the I-Bus.

Формат пакета Completion для Configuration ReadCompletion Package Format for Configuration Read

Figure 00000003
Figure 00000003

Пакет Completion для Configuration Read является ответом на запрос чтения конфигурационного регистра соответствующего модуля I-Bus. Пакет отправляется модулем I-Bus в ответ на запрос со стороны модуля инициировавшего запрос Configuration Read. В качестве Completer ID подставляется значение Device ID, присвоенное устройству. Requester ID и Tag копируются из соответствующих полей запроса Configuration Read.The Completion package for Configuration Read is a response to a request to read the configuration register of the corresponding I-Bus module. The packet is sent by the I-Bus module in response to a request from the module that initiated the Configuration Read request. The Completer ID is set to the Device ID value assigned to the device. Requester ID and Tag are copied from the corresponding fields in the Configuration Read request.

Формат пакета Memory Read 3DW.The format of the package is Memory Read 3DW.

Figure 00000004
Figure 00000004

Формат пакета Memory Read 4DW.The format of the package is Memory Read 4DW.

Figure 00000005
Figure 00000005

Пакеты типа Memory Read служат для чтения информации из устройства на шине I-Bus. Поле Address пакета содержит адрес устройства, с которого необходимо прочесть информацию. Соответственно пакеты типа Memory Read 3 DW используют 32-битную адресацию, а пакеты типа Memory Read 4 DW используют 64-битную адресацию.Packets of type Memory Read are used to read information from a device on the I-Bus. The Address field of the packet contains the address of the device from which information must be read. Accordingly, Memory Read 3 DW packets use 32-bit addressing, and Memory Read 4 DW packets use 64-bit addressing.

Пакеты типа Memory Read не имеют Payload. Поле Length первого слова данных пакетов означает длину Payload, которую должен иметь ожидаемый пакет Completion (ответ на чтение).Packages like Memory Read do not have Payload. The Length field of the first word of these packets means the Payload length that the expected Completion packet (read response) should have.

Формат пакета Completion для Memory Read.Completion package format for Memory Read.

Figure 00000006
Figure 00000006

Пакет Completion является пакетом ответа на запрос чтения MemoryRead.The Completion package is a response packet for reading a MemoryRead read request.

Для пакетов Completion и Memory Write биты 9:0 первого слова пакета означают длину поля данных (Payload) пакета.For Completion and Memory Write packets, bits 9: 0 of the first word of the packet indicate the length of the payload field of the packet.

Если указано «0000000000», это интерпретируется как «10000000000», то есть длина Payload пакета в этом случае составляет 1024 слова.If “0000000000” is indicated, this is interpreted as “10000000000”, that is, the length of the Payload package in this case is 1024 words.

1024 слова - это максимально возможная длина Payload пакета типа Completion и Memory Write.1024 words is the maximum possible length of a Payload packet of type Completion and Memory Write.

Формат пакета Memory Write 3DW.Package format Memory Write 3DW.

Figure 00000007
Figure 00000007

Формат пакета Memory Write 4DW.The format of the package is Memory Write 4DW.

Figure 00000008
Figure 00000008

Пакеты типа MemoryWrite служат для записи информации в устройство на шине I-Bus. Поле Address пакета содержит адрес устройства, в которое необходимо записать информацию. Соответственно пакеты типа MemoryWrite 3 DW используют 32-битную адресацию, а пакеты типа MemoryWrite 4 DW используют 64-битную адресацию.Packages of type MemoryWrite are used to write information to the device on the I-Bus. The Address field of the packet contains the address of the device into which information is to be written. Accordingly, packets of the type MemoryWrite 3 DW use 32-bit addressing, and packets of the type MemoryWrite 4 DW use 64-bit addressing.

Данные передают пакетами в структуре кадра. Структура кадра представляет собой набор пакетов или один пакет (в том случае, если количество передаваемых данных не больше максимально возможной длины пакета по данным (Payload) с учетом служебных слов). При этом первый пакет кадра должен содержать признак начала кадра, а последний пакет - признак конца кадра. Также каждый пакет в структуре кадра содержит поле цвета, которое определяет источник поступающих данных, или, в конечном счете, место назначения данных данного кадра. Таким образом, благодаря полю цвета, устройство на шине I-Bus может дифференцировать передачу или прием до 1024 различных массивов данных. Ниже показана структура кадра в пакетном базисе.Data is transmitted in packets in a frame structure. The frame structure is a set of packets or one packet (in the case when the amount of transmitted data is not more than the maximum possible packet length according to the data (Payload) taking into account service words). In this case, the first packet of the frame should contain a sign of the beginning of the frame, and the last packet - a sign of the end of the frame. Also, each packet in the frame structure contains a color field that determines the source of the incoming data, or, ultimately, the data destination of this frame. Thus, thanks to the color field, the device on the I-Bus can differentiate the transmission or reception of up to 1024 different data arrays. The frame structure in the packet basis is shown below.

Формат пакета Memory Write 4DW. Frame structure.The format of the package is Memory Write 4DW. Frame structure.

Figure 00000009
Figure 00000009

Пакет «Memory Write 4DW. Framestructure» («передача данных в структуре кадра») отличается от обычного пакета «Memory Write 4DW» тем, что после заголовка идут два служебных слова. Эти 2 слова относятся не к заголовку пакета, а к его Payload, поэтому длина Payload (Length в битах 9:0 первого слова пакета) указывается, считая эти служебные слова.Package “Memory Write 4DW. Framestructure ”(“ data transfer in the frame structure ”) differs from the usual package“ Memory Write 4DW ”in that there are two service words after the header. These 2 words do not refer to the packet header, but to its Payload, therefore the Payload length (Length in bits 9: 0 of the first packet word) is indicated counting these service words.

Первое служебное слово содержит:The first service word contains:

Признак начала кадра SOF - 31-й разряд - 1 - пакет является первым пакетом кадра, 0 - пакет не является первым пакетом кадра.The sign of the beginning of the SOF frame is the 31st bit - 1 - the packet is the first packet of the frame, 0 - the packet is not the first packet of the frame.

Признак конца кадра EOF - 30-й разряд - 1 - пакет является последним пакетом кадра, 0 - пакет не является последним пакетом кадра.The sign of the end of the EOF frame is the 30th bit - 1 - the packet is the last packet of the frame, 0 - the packet is not the last packet of the frame.

Если весь кадр передается одним пакетом, то в этом пакете оба признака - SOF и EOF - должны иметь значение '1'.If the entire frame is transmitted in one packet, then in this packet both signs - SOF and EOF - must have the value '1'.

Color - 10-ти разрядный цвет данных в данном пакете данного кадра.Color - 10-bit color of data in this packet of this frame.

Второе служебное слово содержит:The second service word contains:

Frame Flags - опциональное поле с флагами ошибок и статусными битами, зависящими от конкретной реализации системы. Поле Frame Flags позволяет контролировать приходящие кадры с данными на предмет целостности и актуальности содержащихся в принимаемых кадрах данных. Благодаря этому полю устройство может диагностировать ту или иную неисправность, возникшую при работе. Наиболее типично использование следующих флагов:Frame Flags - an optional field with error flags and status bits, depending on the specific implementation of the system. The Frame Flags field allows you to control incoming frames with data for the integrity and relevance of the data contained in the received frames. Thanks to this field, the device can diagnose a particular malfunction that arose during operation. The most typical use of the following flags:

- Flag Padding - если флаг содержит 1, это означает, что данный кадр был добит нулями, т.е. в ожидаемое время прихода кадра не было принято необходимого количества слов.- Flag Padding - if the flag contains 1, it means that the given frame was finished off with zeros, i.e. at the expected time of arrival, the required number of words was not received.

- Flag Cutting - если флаг содержит 1, это означает, что данный кадр был обрезан, т.е. в ожидаемое время прихода кадра было принято больше необходимого числа слов.- Flag Cutting - if the flag contains 1, it means that the given frame has been cropped, i.e. at the expected time of arrival of the frame, more than the required number of words was taken.

- Flag Frame Missing - если флаг содержит 1, это означает, что данный кадр содержит нули, т.е. в ожидаемое время прихода кадра не было принято ни одно слово.- Flag Frame Missing - if the flag contains 1, this means that this frame contains zeros, i.e. not a single word was received at the expected time of arrival of the frame.

- Flag Frame Structure Error - если флаг содержит 1, это означает, что при приеме данного кадра не было пакета с признаком EOF, но пришел очередной пакет с признаком SOF.- Flag Frame Structure Error - if the flag contains 1, it means that when receiving this frame there was no packet with the EOF flag, but the next packet with the SOF flag came.

Frame Counter - 15-разрядный счетчик кадров.Frame Counter - 15-bit frame counter.

Инкрементируется по каждому принятому кадру с данными.Incremented for each received frame with data.

Использование полей Frame Flags и FrameCounter является опциональным и определяется конфигурационными регистрами устройства на шине I-Bus.The use of the Frame Flags and FrameCounter fields is optional and is determined by the device configuration registers on the I-Bus.

Для групповой рассылки используют пакеты Memory Write 4DW co значением ADDRESSLOW(31:28)="0111". При этом значения адреса ADDRESSLOW c 15 по 0 бит используют в качестве битовой маски для определения того, в какие устройства пойдет пакет групповой рассылки.For multicasting, use Memory Write 4DW packets with the value ADDRESSLOW (31:28) = "0111". In this case, the ADDRESSLOW address values from 15 to 0 bits are used as a bitmask to determine which devices the multicast packet will go to.

Узким местом в плане пропускной способности является решетка (lattice) I-Bus контроллера, поэтому в случае, когда соседние 32-битные слова в пакете адресованы одному процессору (например, при 64 битной разрядности поступающих данных), то второе слово можно записывать в процессор в обход решетки. То есть процессор получит вначале первое слово, прошедшее через решетку, а затем второе слово прошедшее в обход решетки.The bottleneck in terms of bandwidth is the lattice of the I-Bus controller, therefore, in the case when neighboring 32-bit words in a packet are addressed to one processor (for example, with 64 bit capacity of incoming data), the second word can be written to the processor in grid bypass. That is, the processor will first receive the first word that passes through the grating, and then the second word that passes bypassing the grating.

Для режима удвоенной скорости обработки потока также используют пакеты Memory Write 4DW, а контроллер переводят в режим удвоения путем записи управляющего бита в конфигурационный регистр I-Bus-контроллера. Суть режима заключается в том, что данные "Payload WordK" и "Payload WordK+1" (где K=1, 3, 5, … N-1) являются связанными, и обработку в Lattice проходит только слово "Payload WordK", a "Payload WordK+1", минуя обработчик, записывается в тот же процессор, что и слово "Payload WordK". Таким образом, за один такт обработки слова данных теперь процессорам передается два слова данных, а не одно.Memory Write 4DW packets are also used for the double processing speed mode of the stream, and the controller is switched to double mode by writing the control bit to the configuration register of the I-Bus controller. The essence of the mode is that the data "Payload WordK" and "Payload WordK + 1" (where K = 1, 3, 5, ... N-1) are related, and only the word "Payload WordK" is processed in Lattice, a "Payload WordK + 1", bypassing the handler, is written to the same processor as the word "Payload WordK". Thus, in one clock cycle of processing a data word, two data words are now transferred to processors, and not one.

Формат пакета Memory Write 3DW. Frame structure.Package format Memory Write 3DW. Frame structure.

Figure 00000010
Figure 00000010

Для пакетов «Memory Write 3DW. Frame structure» использование структуры кадра аналогично описанному выше для пакетов «Memory Write 4DW» с единственным отличием: второе служебное слово (с Frame Flags и Frame_Counter) присутствует только в первом пакете кадра (отмеченном признаком SOF='1'), все остальные пакеты кадра содержат только одно служебное слово (с SOF, EOF и Color).For packages “Memory Write 3DW. Frame structure ”the use of the frame structure is similar to that described above for“ Memory Write 4DW ”packets with the only difference: the second service word (with Frame Flags and Frame_Counter) is present only in the first frame packet (marked with SOF = '1'), all other frame packets contain only one service word (with SOF, EOF and Color).

Применение структуры кадра в передаваемых пакетах данных позволит иметь привязку данных к определенному кадру (временному отсчету), что актуально для устройств, передающих информацию в реальном времени. Модуль на шине I-Bus, выставляя биты SOF и EOF, а также сопровождая поток номером кадра, определяет, где начинаются и где заканчиваются данные данного временного интервала, были ли пропуски кадров в ходе работы.The use of the frame structure in the transmitted data packets will allow you to bind data to a specific frame (time count), which is important for devices that transmit information in real time. The module on the I-Bus, setting the SOF and EOF bits, as well as accompanying the stream with the frame number, determines where the data of this time interval starts and ends, whether there were frame skips during operation.

Все конечные приемные и передающие устройства должны иметь контроль структуры кадра на предмет ошибок в структуре. Необходимо проверять следующие ситуации:All final transmitting and receiving devices must have control of the frame structure for errors in the structure. The following situations must be checked:

- Наличие EOF, если был SOF. Приход пакета с признаком SOF при условии, что не было пакета с признаком EOF, должен считаться ошибочной ситуацией, при которой должен быть сформирован кадр с признаками ошибки (поле Flags).- The presence of EOF, if there was SOF. The arrival of a packet with the SOF flag, provided that there was no packet with the EOF flag, should be considered an error situation in which a frame with the signs of an error should be generated (Flags field).

- Проверка необходимого числа данных, которые должны быть приняты в данном кадре. Если пришло меньше заданного количества слов данных, кадр должен быть дополнен, чтобы сохранить структуру обрабатываемой информации, при этом будет выставлен флаг Flag Padding в поле Flags. Если пришло больше заданного количества слов данных, кадр должен быть обрезан, при этом будет выставлен флаг Flag Cutting в поле Flags.- Checking the required number of data to be received in this frame. If less than the specified number of data words has arrived, the frame must be supplemented to preserve the structure of the processed information, and the Flag Padding flag will be set in the Flags field. If more than the specified number of data words has arrived, the frame should be cropped, and the Flag Cutting flag will be set in the Flags field.

- Проверка поступления данных. Если в заданный интервал времени не пришло ни одного пакета с данными, должен быть сформирован «пустой» кадр с наполнением нулями заданного размера, при этом будет выставлен флаг Flag Frame Missing в поле Flags.- Checking the receipt of data. If no data packets have arrived at the specified time interval, an “empty” frame must be formed with zeros filled with the specified size, and the Flag Frame Missing flag will be set in the Flags field.

Claims (1)

Способ передачи информации, характеризуемый тем, что информацию в формате PCI-Express пакетов передают как по последовательным высокоскоростным каналам связи, так и по параллельной шине и, в зависимости от адреса в пакете, осуществляют перенаправление данных либо внутрь контроллера I-Bus, либо на внешнюю шину PCI-Express и далее через коммутатор PCI-Express и на другие контроллеры I-Bus, при этом коммутатор PCI-Express выполнен с возможностью передавать пакет одновременно нескольким контроллерам I-Bus, контроллер I-Bus выполнен с возможностью работы в режиме удвоенной скорости обработки потока, причем предварительно проводят определение количества необходимых оконечных станций и коммутаторов с определением необходимой топологии каналов связи между ними, с использованием пропускания через используемые каналы связи конфигурационных пакетов, настраивают используемые коммутаторы и оконечные устройства для приема/передачи информации, передаваемую информацию разбивают на пакеты для передачи по стандарту PCI-Express размером полезных данных не свыше 4 килобайт, при этом каждый пакет состоит из заголовка и поля данных, предназначенного в том числе и для записи передаваемой информации, при этом заголовок содержит информацию о типе пакета, адрес отправителя пакета и адрес приемника, в качестве формата обмена данными используют уровни PCI-Express, а именно: Physical Layer, Data Link Layer, Transaction Layer.A method of transmitting information, characterized in that information in the format of PCI-Express packets is transmitted both through serial high-speed communication channels and through a parallel bus, and, depending on the address in the packet, data is redirected either inside the I-Bus controller or to an external one PCI-Express bus and then through the PCI-Express switch and to other I-Bus controllers, while the PCI-Express switch is configured to transmit a packet simultaneously to several I-Bus controllers, the I-Bus controller is configured to work in double mode the speed of processing the stream, and preliminarily, the number of necessary terminal stations and switches is determined with the necessary topology of the communication channels between them, using the configuration packets transmitted through the used communication channels, the used switches and terminal devices are used to receive / transmit information, the transmitted information is divided into packets for transmission according to the PCI-Express standard with the size of useful data not exceeding 4 kilobytes, with each packet consisting of a header and data fields, intended also for recording transmitted information, the header contains information about the type of packet, the sender address of the packet and the address of the receiver, PCI-Express levels are used as the data exchange format, namely: Physical Layer, Data Link Layer , Transaction Layer.
RU2016135749A 2016-09-05 2016-09-05 Method of information transmission RU2642383C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135749A RU2642383C2 (en) 2016-09-05 2016-09-05 Method of information transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135749A RU2642383C2 (en) 2016-09-05 2016-09-05 Method of information transmission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016135749A RU2016135749A (en) 2017-04-06
RU2642383C2 true RU2642383C2 (en) 2018-01-24

Family

ID=58505788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016135749A RU2642383C2 (en) 2016-09-05 2016-09-05 Method of information transmission

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2642383C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5367701A (en) * 1992-12-21 1994-11-22 Amdahl Corporation Partitionable data processing system maintaining access to all main storage units after being partitioned
RU2207620C2 (en) * 2001-03-11 2003-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Digital computer system for signal processing in hydroacustic systems
US20120017026A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Betty Luk System and Method for Increased Efficiency PCI Express Transaction
RU2014125183A (en) * 2014-06-23 2015-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ ГРЭК" FAST CHANNEL INFORMATION METHOD BETWEEN PHYSICAL DEVICES

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5367701A (en) * 1992-12-21 1994-11-22 Amdahl Corporation Partitionable data processing system maintaining access to all main storage units after being partitioned
RU2207620C2 (en) * 2001-03-11 2003-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Digital computer system for signal processing in hydroacustic systems
US20120017026A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Betty Luk System and Method for Increased Efficiency PCI Express Transaction
RU2014125183A (en) * 2014-06-23 2015-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ ГРЭК" FAST CHANNEL INFORMATION METHOD BETWEEN PHYSICAL DEVICES

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016135749A (en) 2017-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8085801B2 (en) Resource arbitration
US7012448B2 (en) Integrated circuit and related improvements
CN101383712B (en) Routing node microstructure for on-chip network
EP2259189B1 (en) Packet combining on PCI express
US20030108061A1 (en) Fibre channel arbitrated loop bufferless switch circuitry to increase bandwidth without significant increase in cost
US20030174721A1 (en) Fibre channel arbitrated loop bufferless switch circuitry to increase bandwidth without significant increase in cost
CN109684269B (en) PCIE (peripheral component interface express) exchange chip core and working method
JP3946145B2 (en) Fast Ethernet switch and method for distributing Fast Ethernet data frames
CN101385296A (en) Gateway for the automatic routing of messages between buses
JP2008310832A (en) Apparatus and method for distributing signal from high level data link controller to a plurality of digital signal processor cores
US6772269B1 (en) Bus switch and bus switch system for increased data transfer
US20020196745A1 (en) Method for the broadcasting of a data packet within a switched network based on an optimized calculation of the spanning tree
CN114328318B (en) DMA controller for direct equipment interconnection for microcontroller and interconnection control method
WO2003025940A2 (en) Register bank
US7218638B2 (en) Switch operation scheduling mechanism with concurrent connection and queue scheduling
GB2377138A (en) Ring Bus Structure For System On Chip Integrated Circuits
CN116303221B (en) Data transmission method of multi-core processor network-on-chip system
RU2642383C2 (en) Method of information transmission
US7313146B2 (en) Transparent data format within host device supporting differing transaction types
US7254139B2 (en) Data transmission system with multi-memory packet switch
KR100662471B1 (en) System-on-chip structure and method for transferring data
US7272151B2 (en) Centralized switching fabric scheduler supporting simultaneous updates
EP0969631A2 (en) Packet switch system with simplified bus control
GB2226739A (en) Node controller for local area network
CN116383114B (en) Chip, chip interconnection system, data transmission method, electronic device and medium