CN1320420C

CN1320420C - 用于多个元件之间通信的系统和方法以及用于配置和测试该系统的方法

Info

Publication number: CN1320420C
Application number: CNB028260880A
Authority: CN
Inventors: 彼得·O.·尼尔森; 金斯·P.·泰格尔－布瑞格
Original assignee: Vitesse Semiconductor Corp
Current assignee: Microsemi Communications Inc
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: US20030217324A1; EP1449055A1; WO2003040903A1; CN1608241A; EP1449055A4

Abstract

提供装置用于促进一个交换器的端口(20)、一个起作用的元件(30)以及一个用于在元件和端口之间传输数据的公共总线之间的通信。可通过去除到达故障或冗余元件的功率或一个时钟信号来使其不活动。说明了配置和休眠芯片的方式，以及芯片提供较低功能配置的用途。

Description

用于多个元件之间通信的系统和方法以及用于配置和测试该系统的方法

技术领域

本发明涉及在系统中(例如在芯片中)提供额外或冗余的元件，以便能够回避故障元件，或者在有故障元件存在的情况下工作。

背景技术

已知在通常的芯片制造中，管芯(die)可能由于其中的错误而不合格。管芯越大，管芯上产生错误的可能性越大。

在存储器芯片中，通常提供额外的存储块，然后在测试过程中，确定哪些块是好的，哪些块是有缺陷的，然后在封装过程中，只采用好的存储块。用于此处的测试器是复杂的测试器，它必须能够控制激光以便烧断熔丝以回避有故障的存储块。

本发明涉及在更复杂的通信芯片或系统而不是“简单”的存储芯片或系统中提供冗余元件。本发明的一个方面还致力于能够使用更简单的测试器，这种测试器只为每个管芯提供一个GO或NOGO。

关于冗余等内容可参阅US-A-5530694、6034536、6337578、5144230、6385747、6347378和6344755。

发明内容

在一个第一方面中，本发明涉及一个用于在多个元件间通过一条数据总线通信的系统，该系统包括：

-一条数据总线，

-第一数目个，即n1个可用于在数据总线上交换数据的设备，

-第二数目个，即n2个元件，每个元件可用于与设备之一通信，n1≤n2，

-第三数目个，即n3个输入/输出端口，每个端口可用于与一个或多个外部计算机或网络通信以及与第二数目个元件之一通信，n3＜n2，

-用于标识要使用的n3个元件的装置，

-用于促进n3个元件之一和n1个设备之一形成的诸对之间的通信的第一装置，以及

-用于促进n3个元件之一和n3个I/O端口之一形成的诸对之间的通信的第二装置。

一般地，本系统可为一个交换器/路由器/集线器类型的元件，其中在一个输入端口进入的帧/分组/基本单元将通过两个元件、两个设备和总线传输到一个输出端口。无疑，例如，一个交换器通常具有查找工具、仲裁器等。也可双倍提供这些元件，以便提供更大的制造一个工作系统的可能。

在这种类型的系统中要保持恒定的最重要的数目是端口数目，尤其是作为单个芯片或多个芯片制造时。这涉及这样一个事实：对于所有具有相同功能的芯片，芯片的引脚输出最好是相同的。否则提供冗余端口将要求主板制造者为每个好/坏端口组合准备主板。这种情况是不希望出现的。本发明的一个方面涉及从相同的系统/管芯提供具有不同功能和不同端口数目的系统。

从而，在本发明中，所有端口都被视为活动的(active)，并且提供更多个元件。从而提供了冗余元件。端口将是系统中这样的部分：其他系统或元件通过端口与系统通信。

在此连接中，“将要使用”的元件通常是起作用的元件，但不一定是全部起作用的元件。一个起作用的元件如果不能通过促进装置与一个适当的端口或设备进行通信，则可能不是一个“将要使用”的元件。

一般地，“通信”表示信息将在设备/元件/端口/装置之间交换。此通信宜为双向通信。

促进装置将提供一个端口/元件对中的端口与元件之间以及每个元件/设备对中的元件与设备之间的通信。并且通常如果标识了n3个元件，则生成n3对元件/设备和元件/端口。

在本文中，n1-n10(下文将提到)自然是整数。

本发明的另一个方面涉及一个用于通过一条数据总线在多个元件之间通信的系统，该系统包括：

-一条数据总线，

-第一数目个，即n1个可通过重复地使多个设备同时向数据总线上的下一个设备转发数据实现在数据总线上交换数据的设备，

-第三数目个，即n3个输入/输出端口，每个端口可用于与一个或多个外部计算机或网络通信以及与第二数目个元件之一通信，

-用于标识要使用的n4＜n1个元件的装置，以及

-用于促进n4个元件之一和n1个设备之一形成的n4对之间的通信的第一装置，

其中n1个设备包括：

-用于在在总线上转输从数据总线接收到的数据之前延迟这些数据的装置，以及

-用于回避延迟装置的装置，以及

其中标识装置可用于使回避装置在那些没有组成n4对的n1设备中回避所述延迟装置。

在本文中，“重复地”表示步骤被执行多次以便获得总线上数据传输的脉动式(systolic)的行为。这种类型的数据传输通常是沿总线单向的-但总线可包括两条相反方向的总线。

当引入延迟(这对于脉动式总线上的连接点是正常的)时，如果总线上的这种“步进”也没有用于引入数据，则可观察到总线带宽的减小。从而，总线上总有一个空的时隙。在本实施方式中，却希望使连接点不可见，即，避免相对于不被使用的元件的所有延迟。在此方式中，总线上存在的“步进”或时隙较少-但可将所有步进用于数据传输，从而优化了总线上的带宽。

在此实施方式中，设备可用于：

-选择一个或多个要交换的数据分组，每个数据分组被一个各自的设备保存，以及

-重复第一数目次以下操作：

-至少基本同时地沿着互联装置将每个数据分组的至少一部分以及相关的接收设备信息转发给下一个设备，

-至少基本同时地从互联设备接收选中的数据分组的至少一部分以及相关的接收设备信息，以及

-在每个已接收了一个数据分组的至少一部分的设备中，至少基本同时地根据相关的接收设备信息确定所述数据分组的至少一部分是否是计划转发给该设备的，如果是，则在该设备上存储该数据分组的至少一部分。

这种类型的数据总线操作可参见美国专利申请号60/287,718，此专利在此处被结合进来作为参考。

一个第三方面涉及一个用于测试一个系统的测试系统，该系统包括：

-一条数据总线，

-第一数目个，即n1个可在数据总线上交换数据的设备，

-第二数目个，即n2个元件，每个元件可用于与设备之一通信，

-用于标识要使用的n4个元件的装置，以及

-用于促进n4个元件之一和n1个设备之一形成的诸对之间的通信的第一装置，以及

-用于促进n4个元件之一和n3个I/O端口之一形成的诸对之间的通信的第二装置，

测试系统包括：

-用于给系统供电的装置，

-用于在n4＝n3时操作标识和促进装置的装置，

-用于确定是否可能在加电的系统中从n3个端口的每一个向数据总线通信的装置，以及

-用于在不可能时，在n4是一个小于n3的值时操作标识和促进装置的装置。

在此实施方式中，任何类型的数据总线原则上均可被使用。

此测试系统在给系统供电后，首先将尝试一个具有n3个活动端口的配置。如果此配置是不可操作的(从每个活动端口到总线通信)，则测试具有较少端口数目的配置。

用于操作上述“用于在不可能时，在n4是小于n3的值时操作标识和促进装置的装置”的装置最好可用于在n4是一个预定的小于n3的值的集合中的一个值时操作标识和促进装置。此集合可以是不同的通常使用的预定数目个活动窗口。通常的端口数目为：4、8、12、16、24、32等。

此外，通常元件和端口位于系统中一个至少基本二维的区域中，其中端口沿着区域的周围分布，其中集合被定义为沿着区域周围具有预定位置的端口集合，并且其中标识装置可用于标识n4个起作用的元件，其中每个元件可用于与端口集合中至少一个端口通信。

从而，若沿着周围的端口具有预定的位置，则易于外合出系统(例如作为单个芯片)。现在可看出促进装置的作用是不同的操作元件实际上可用于相同的外合(bond-out)。从而，一个特定的端口集合可使用不同的元件-但仍提供相同的功能。

标识装置最好可用于标识n4个起作用的元件，其中每个起作用的元件可用于通过第二促进装置只与集合中的一个端口通信。

在一个首选实施方式中，用于在n4＝n3时操作标识和促进装置的装置可用于设置系统的一个第一配置，在该配置中n3端口的每一个均为可操作的，其中促进装置促进：

-n3端口中的n6个(n6是第一数目)端口的每一个均能与至少一个可与n5个端口中的多个端口通信的元件通信以及，

-n3端口中的n7个(n7是一个第二数目)端口的每一个均能与多个元件通信，其中多个元件只能与n3个端口中的端口通信。

在本文中，如果实际上多于n3个端口是可操作的或起作用的，则以任何适当的方式选择其n3个端口。

一般的，每个元件、设备和端口最好总是只与单个元件、设备和/或端口通信。但是，促进装置可使得例如一个元件(对于端口和设备也是同样的)可与多个设备和/或端口中的一个通信。同样，促进装置可对元件如何与一个特定的端口或设备通信加以限制。在此方式中，促进装置将定义哪些元件、端口和/或端口可通信。从而，由于促进装置的操作，一个元件能够与多个端口通信(由促进装置决定)但只与这些端口中的一个通信。

另外，用于在n4是一个小于n3的值时操作标识和促进装置的装置可用于设置一个第二配置，在该配置中n4端口中的每一个均是可操作的，其中促进装置促进：

-n4端口中的n9个(n9是第一数目，n9＜n6)端口中的每一个均能与至少一个可与n4个端口中的多个端口通信的元件通信以及，

-n4端口中的n10个(n10是一个第二数目，n10＞n7)端口中的每一个均能与多个元件通信，其中多个元件只能与n4个端口中的端口通信。

尤其在将这两个配置结合在同一个系统中时，可看到由于促进装置，当更多个端口(对于较小的端口数目配置)中的每一个与多个元件通信但只与该端口通信时，这些端口中的每一个的冗余增加了。这增大了即使当故障或失灵元件的数目增加时这个较小的端口数目配置仍能工作的概率。

本发明的一个第四方面涉及一个系统，该系统包括：

-一条数据总线，

-第一数目个，即n1个可在数据总线上交换数据的设备，

-用于标识起作用的元件的装置，以及

-用于确定预定的端口集合中的哪一个可通过起作用的元件与总线通信的装置，

-用于促进起作用的元件之一和n1个设备之一形成的诸对之间的通信的第一装置，以及

-用于促进起作用的元件之一和确定的端口集合的I/O端口之一形成的诸对之间的通信的第二装置。

同样，如上所述，可测试不同的预定的端口群组集合(通常从一个较大的端口数目到较小的端口数目)以便确定一个可操作的配置(端口集合)。如上所述，端口集合及其在系统中的定位可为确定集合时的重要参数。

系统的这种测试或配置可以完全是片上的，以便当芯片加电时，自动进行测试和配置。从而，当测试芯片时，由诸如一个外部测试器选择和测试一个配置(通常可能是最大的端口数目时)。

本发明的一个第五方面涉及一个系统，该系统具有

-n2个可通过诸如一条数据总线彼此通信的元件，

-n3个输入/输出端口，每个端口可用于与一个或多个外部计算机或网络通信以及与多个元件之一通信，n3≤n2，

-用于促进元件之一和I/O端口之一形成的诸对之间的通信的装置，

-用于定义以下配置的装置：

i.一个第一配置，它具有n5个(n5是一个第一数目，n5≤n3)均可操作的端口，并且其中促进装置促进：

1.n5端口中的n6个(n6是一个第一数目)端口的每一个均能与至少一个可与n5个端口中的多个端口通信的元件通信以及，

2.n5端口中的n7个(n7是一个第二数目)端口的每一个均能与多个元件通信，其中多个元件只能与n5个端口中的端口通信，以及

ii.一个第二配置，它具有n8个(n8为一个第二数目，n8≤n5)均可操作的端口，并且其中促进装置促进

1.n8端口中的n9个(n9是一个第一数目，n9＜n6)端口的每一个均能与至少一个可与n8个端口中的多个端口通信的元件通信以及，

2.n8端口中的n10个(n10是一个第二数目，n10＞n7)端口中的每一个均能与多个元件通信，其中多个元件只能与n8个端口中的端口通信。

正如上文已提到的，这两个配置的组合将增加当最想要的第一配置(较大的端口数目)不可操作时第二配置可操作的可能性。

在此实施方式中，元件和端口可位于系统的一个至少基本二维的区域中，其中端口沿着区域的周围分布，其中n7个端口沿着区域周围具有预定的位置，并且其中n8个元件中的每一个可与n3个端口中至少一个端口通信。

在此环境下，“至少基本二围”表示容许一个特定的厚度。本系统通常被定义为单个芯片或芯片集合，由于端口/元件/设备之间的电/光路由，重要的参数是在一个二围平面中元件、端口等的相应位置。

本发明的一个第六、第七和第八方面与后端更加相关，涉及确保更简易地对进出信号进行定时的方法。当使用冗余元件和/或不同配置时，可能不清楚哪个元件与一个特定端口通信。从而，这些方面减轻了在该方面发生的定时问题。

第六方面涉及一个系统，该系统包括

-n2个可通过诸如一条数据总线彼此通信的元件，

-n3个输入/输出端口，每个端口可用于与一个或多个外部计算机或网络通信以及与多个元件之一通信，以及，

-多个装置，每个装置可通信连接到多个元件以及一个各自的端口，并用于促进各个元件之一与各自的I/O端口之间的通信，

其中促进装置包括：

-用于选择多个元件中与其可通信连接的一个元件并从中接收信号的装置，

-用于从多个元件中与其可通信连接的相应元件接收一个时钟信号的装置，以及

-用于根据接收到的时钟信号将接收到的数据输出到端口的装置。

第七方面涉及一个系统，该系统包括

-n2个可彼此通信的元件，

其中促进装置包括：

-用于从端口接收一个时钟信号并将时钟信号发送到多个相应元件中被选中的所述元件的装置，以及

-用于根据发送的时钟信号将接收到的数据输出到端口的装置。

第八方面涉及一个系统，该系统包括

-n2个可彼此通信的元件，

-多个装置，每个装置可通信地连接到多个端口以及一个各自的元件，并用于促进各个元件之一与各自的I/O端口之间的通信，

其中促进装置包括：

-用于选择多个端口中与其可通信连接的一个端口并从中接收信号的装置，

-用于从多个端口中与其可通信连接的相应端口接收一个时钟信号的装置，以及

-用于根据时钟信号将接收到时钟信号以及接收到的数据输出到元件的装置

在这三方面的每一方面中，数据源和时钟都是被选定的，因此定时更容易。

用于输出数据的装置可以是任何可重定时或重同步信号的装置，例如一个寄存器或一个FIFO。

此外，一个I/O端口宜包括一个或多个接头，这些接头可被周围的电子器件电接触。这些电子器件可以是计算机或网络-但通常是通过一个封装接触的，系统(当其形成为多个芯片中的单个芯片时)位于这个封装中，并且接头被连接到封装的电导体。

本发明的一个第九方面涉及如何“关闭”没有完全起作用或不希望其操作的元件或其他块。此方面涉及一个系统，该系统包括，

-n2个可通过诸如一条数据总线彼此通信的元件，

-多个装置，每个装置可通信连接到多个元件以及一个各自的端口，并用于促进各元件之一与各I/O端口之一形成的诸对之间的通信，

-用于向每个元件提供电能和一个时钟信号的装置，以及

-用于除去发向一个或多个元件的时钟信号以便使这些元件不起作用的装置。

从而，不是停止向元件供电，而只是去除元件的时钟。

系统宜包括CMOS或多米诺(domino)逻辑元件。

在以上方面中的任何一方面中，标识装置可根据每个元件的一个自检的结果来执行标识。确定要使用哪些元件，可根据哪些元件是实际起作用的，以及需要多少个元件以及哪些元件。应记住在关键位置即使少数几个元件不起作用也会使得一个特定的配置不可能-即使足够多个元件是实际可操作的。这是由元件的布局定义的，并且是在促进装置上定义的。

在此情况下，标识装置可包括测试装置，这些测试装置可操作地连接到每个元件，用于接收元件的自检结果，以及用于输出自检结果。

于是，系统可进一步包括中央装置，用于接收结果输出，以及用于为第一和/或第二促进装置生成并输出信息。

另外，或作为替换，可为每个元件提供一个测试装置，用于接收来自元件的自检结果，以及输出自检结果。于是，在一个实施方式中：

-测试装置中的一个或多个进一步包括这样的装置，该装置用于接收来自另一个测试装置的自检结果输出，将接收到的自检结果与从相关元件接收到的自检结果结合，输出结合后的测试结果，以及

-第一和/或第二促进装置可从一个测试装置接收测试结果，并进行相应的操作。

在以上方面中的任何一个方面中，第一促进装置中的每一个宜提供一个元件与两个或多个预定设备之一之间的通信。

在以上方面中的任何一个方面中，n2可大于n1，n1可等于n3。

一般地：第二促进装置中的每一个宜提供一个元件与两个或多个预定的设备之一之间的通信。

此外，最好至少一个设备可以两种模式之一操作，其中一个模式是可从数据总线接收数据(并将数据转发到相关元件)并(从相关元件)将数据传输到数据总线，另一个模式是在不与相关元件通信的情况下将从数据总线接收到的数据转发回数据总线。因而第一促进装置中的每一个装置可促进一个设备与一个元件之间的通信。

在一个实施方式中，第二促进装置以环状方式互联，并且其中至少第二装置的一部分可以两种模式之一操作，这两种模式是：

-一个模式促进一个各自的I/O端口和一个元件之间的通信以及，

-另一个模式促进各自的I/O端口和环上一个相邻的第二促进装置之间的通信，同时促进各自的元件和环上另一个相邻的第二促进装置之间的通信。

同样，可能需要第一促进装置以环状方式互联，并且其中至少第一装置的一部分可以两种模式之一操作，这两种模式是：

-一个模式促进一个各自的I/O端口和一个元件之间的通信以及

-另一个模式促进各自的I/O端口和环上一个相邻的第一促进装置之间的通信，同时促进各自的元件和环上另一个相邻的第一促进装置之间的通信。

在当前的首选实施方式中，数据总线是一条环状总线。

很明显，一个芯片上的功能块越大，出故障的可能性越大。从而，最好系统的元件具有尽可能多的逻辑、功能或存储，因此这样可提供此逻辑/功能/存储的冗余。元件中要求/需要的实际逻辑/功能/存储自然将取决于系统的实际功能。

作为例子的是可实现以下功能的元件：

-根据从一个I/O端口接收的一个分组或帧的至少一部分执行一个查找操作，并将接收到的分组或帧的至少一部分转发给一个设备，

-在从一个I/O端口接收的一个分组或帧上执行分组或帧处理，

-在将从一个I/O端口接收的一个分组或帧的至少一部分发送到一个设备之前存储该分组或帧。

系统宜配置为单个芯片。在此情况下，希望芯片中单个元件的大小比单个端口/装置/设备的大小大得多。希望一个端口和一个设备之间(不直接涉及促进装置以及与芯片和数据总线的引脚的接口)的通信路径的所有或大多数的部分(对于该路径是特定的)被引入元件中，从而被冗余地提供。还包括该路径中的任何存储或缓冲。从而，在一个IC管芯上，一个元件的面积最好是一个设备、一个端口、一个第一促进装置和一个第二促进装置的组合面积的至少4倍，例如至少6倍，最好是至少8倍，例如至少10倍。

装置宜进一步包括用于禁用n2个元件中的一个或多个的装置，这些元件不形成n3元件的一部分。因而，系统可包括向一个或多个元件供电的装置，并且其中禁用装置包括用于切断到一个或多个元件的电能的装置。此外或作为替换，系统可包括用于向一个或多个元件提供一个时钟信号的装置，并且其中禁用装置包括切断到一个或多个元件的时钟信号的装置。

本发明的一个有趣的方面是一个用于根据以上方面的任何一个方面配置一个系统的系统，该系统进一步包括：

-用于判定n3个元件是否起作用的装置，

-如果n3个元件起作用，则用于分别为n3个起作用的元件的每一个使第一和第二促进装置分别促进实际元件和一个设备之间以及实际元件和一个I/O端口之间的通信的装置，

-如果n3个元件不起作用，则用于提供系统故障的信息。

在该方面中，系统可进一步包括用于禁用n2个元件中的一个或多个的装置，这些元件不形成n3个元件的一部分。

对应于第一方面，本发明涉及一个第十方面，该方面涉及一种操作一个系统的方法，该系统用于通过一条数据总线在多个元件之间通信，该系统包括：

-一条数据总线，

-n1个(n1为一个第一数目)可用于在数据总线上交换数据的设备，

-n2个(n2为一个第二数目)元件，每个元件可用于与设备之一通信，n1≤n2，以及

-n3个(n3为一个第三数目)输入/输出端口，每个端口可用于与一个或多个外部计算机或网络通信以及与第二数目个元件之一通信，n3＜n2，

该方法包括：

-标识将要使用的n3个元件，

-促进n3个元件之一和n1个设备之一形成的诸对之间的通信，以及

-促进n3个元件之一和n3个I/O端口之一形成的诸对之间的通信。

对应于第二实施方式，本发明的一个第十一方面涉及一种操作一个系统的方法，该系统用于通过一条数据总线在多个元件之间通信，该系统包括：

-一条数据总线，

-n1个(n1为一个第一数目)通过重复地使多个设备同时向数据总线上的下一个设备转发数据来实现在数据总线上交换数据的设备，

-n2个(n2为一个第二数目)元件，每个元件可用于与设备之一通信，n1≤n2，

-n3个(n3为一个第三数目)输入/输出端口，每个端口可用于与一个或多个外部计算机或网络通信以及与第二数目个元件之一通信，

其中n1个设备包括：

-用于在总线上转输从数据总线接收到的数据之前延迟这些数据的装置，以及

-用于回避延迟装置的装置，

该方法包括：

-标识将要使用的n4＜n1个元件，

-促进n4个元件之一和n1个设备之一形成的n4对之间的通信，以及

-使回避装置在那些没有组成n4对的n1设备中回避所述延迟装置。

第十一方面的方法可进一步包括以下步骤：

-重复第一数目次以下操作：

-至少基本同时地从互联设备接收所选中的数据分组的至少一部分以及相关的接收设备信息，以及

-在每个已接收了一个数据分组的至少一部分的设备中，至少基本同时地根据相关的接收设备信息确定所述数据分组的至少一部分是否是计划发给该设备的，如果是，则在该设备上存储该数据分组的至少一部分。

参考第三方面，本发明涉及一个第十二方面，该方面涉及一种测试一个系统的方法，该系统包括：

-一条数据总线，

-n1个(n1为一个第一数目)可在数据总线上交换数据的设备，

-n2个(n2为一个第二数目)元件，每个元件可用于与设备之一通信，

-标识将要使用的n4个元件的装置，

该方法包括

-给系统供电，

-在n4＝n3时操作标识和促进装置，

-确定是否可能在加电的系统中从n3端口中的每一个向数据总线通信，以及

-如果不可能，则在n4为一个小于n3的值时操作标识和促进装置。

在此关系中，在“如果不可能，则在n4为一个小于n3的值时操作标识和促进装置”的步骤包括在n4是一个小于n3的值的预定集合中的一个值时操作标识和促进装置。

此外，元件和端口位于系统中一个至少基本二维的区域中，端口沿着区域的周围分布，集合被定义为沿着区域周围具有预定位置的端口集合，并且标识步骤可包括标识n4个起作用的元件，其中每个元件可用于与端口集合中至少一个端口通信。

在此情况下，标识步骤可包括标识n4个起作用的元件，其中每个起作用的元件可用于通过第二促进装置只与端口集合中的一个端口通信。

此外，在此方面中，在n4＝n3时操作标识和促进装置的步骤宜包括设置系统的一个第一配置的步骤，在该配置中n3端口的每一个均为可操作的，其中促进装置促进：

-n3端口中的n6个(n6是一个第一数目)端口的每一个均能与至少一个可与n5个端口中的多个端口通信的元件通信以及，

n3端口中的n7个(n7是一个第二数目)端口的每一个均能与多个元件通信，其中多个元件只能与n3个端口中的端口通信。

同样，在n4是一个小于n3的值时操作标识和促进装置的步骤宜包括设置一个第二配置，在该配置中n4端口中的每一个均是可操作的，其中促进装置促进：

-n4端口中的n9个(n9是一个第一数目，n9＜n6)端口中的每一个均能与至少一个可与n4个端口中的多个端口通信的元件通信以及，

一个第十三方面涉及一种操作一个系统的方法，该系统包括：

-一条数据总线，

-n1个(n1为一个第一数目)可在数据总线上交换数据的设备，

该方法包括：

-标识起作用的元件，

-确定预定的端口集合中的哪一个可通过起作用的元件与总线通信，

-促进起作用的元件之一和n1个设备之一形成的诸对之间的通信，以及

-促进起作用的元件之一和确定的端口集合的I/O端口之一形成的诸对之间的通信。

一个第十四方面涉及用于操作一个系统的方法，该系统具有

-n2个可通过例如一条数据总线彼此通信的元件，

该方法包括：

-定义：

i.一个第一配置，它具有n5个(n5是一个第一数目，n5≤n3)均为可操作的端口，并且其中促进装置促进：

1.n5端口中的n6个(n6是一个第一数目)端口中的每一个均能与至少一个可与n5个端口中的多个端口通信的元件通信以及，

2.n5端口中的n7个(n7是一个第二数目)端口中的每一个均能与多个元件通信，其中多个元件只能与n5个端口中的端口通信，以及

ii.一个第二配置，它具有n8个(n8为一个第二数目，n8≤n5)均为可操作的端口，并且其中促进装置促进：

1.n8端口中的n9个(n9是一个第一数目，n9＜n6)端口中的每一个均能与至少一个可与n8个端口中的多个端口通信的元件通信以及，

在此方面中，元件和端口宜位于系统的一个至少基本二维的区域中，其中端口沿着区域的周围分布，其中n7个端口沿着区域周围具有预定的位置，并且其中该方法包括n8个元件中的每一个元件与n3个端口中的至少一个端口通信。

正如第六至第九方面一样，一个第十五、第十六和第十七方面涉及后端/定时相关方面。第十五方面涉及一种操作一个系统的方法，该系统包括

-n2个可彼此通信的元件，

-n3个输入/输出端口，每个端口可用于与一个或多个外部计算机或网络通信以及与多个元件之一通信，以及

该方法包括促进装置的步骤：

-选择多个元件中与其可通信连接的一个元件并从中接收信号，

-从多个元件中与其可通信连接的相应元件接收一个时钟信号，以及

-根据接收到的时钟信号将接收到的数据输出到端口。

第十六方面涉及操作一个系统的方法，该系统包括

-n2个可彼此通信的元件，

-多个装置，每个装置可通信地连接到多个元件以及一个各自的端口，可用于促进各个元件之一与各自的I/O端口之间的通信，

该方法包括促进装置的步骤：

-从端口接收一个时钟信号并将时钟信号发送到多个相应元件中被选中的所述一个元件，以及

-根据发送的时钟信号将接收到的数据输出到端口。

第十七方面涉及一种操作一个系统的方法，该系统包括

-n2个可彼此通信的元件，

该方法包括促进装置的步骤：

-选择多个端口中与其可通信连接的一个端口并从中接收信号，

-从多个端口中与其可通信连接的相应端口接收一个时钟信号，以及

-根据时钟信号将接收到时钟信号以及接收到的数据输出到元件。

对应于第九方面，一个第十八方面涉及一种用于操作一个系统的方法，该系统包括

-n2个可通过诸如一条数据总线彼此通信的元件，

-多个装置，每个装置可通信地连接到多个元件以及一个各自的端口，并用于促进各元件之一与各I/O端口之一形成的诸对之间的通信，

该方法包括：

-向每个元件提供电能和一个时钟信号，以及

-除去发向一个或多个元件的时钟信号以便使这个(些)元件不起作用。

此外，一般地，标识步骤宜包括根据每个元件的一个自检的结果来执行标识。因而，标识步骤可包括将测试装置可操作地连接到每个元件，用于接收元件的自检结果，以及用于输出自检结果。在一个实施方式中，系统具有一个中央装置，它接收结果输出，以及为第一和/或第二促进装置生成并输出信息。在另一个实施方式中，为每个元件提供一个测试装置，用于接收来自元件的自检结果，以及输出自检结果。在该实施方式中：

-一个或多个测试装置可进一步接收来自另一个测试装置的一个自检结果输出，将接收到的自检结果与从相关元件接收到的自检结果结合，输出结合后的测试结果，以及

-第一和/或第二装置可从一个测试装置接收测试结果，并进行相应的操作。

第一促进装置中的每一个宜提供一个元件与两个或多个预定设备之一之间的通信。

同样，第二促进装置中的每一个宜提供一个元件与两个或多个预定的设备之一之间的通信。

在一个实施方式中，n2＝n1，并且至少一个设备可以两种模式之一操作，其中一个模式是可从数据总线接收数据(并将数据转发到相关元件)并(从相关元件)将数据传输到数据总线，另一个模式是在不与相关元件通信的情况下将从数据总线接收到的数据转发回数据总线。在该情况下，第一促进装置中的每一个装置宜促进一个设备与一个元件之间的通信。

一般地，第二促进装置宜以环状方式互联，并且其中至少第二促进装置的一部分可以两种模式之一操作，这两种模式是：

同样，第一促进装置宜以环状方式互联，并且其中至少第一促进装置的一部分可以两种模式之一操作，这两种模式是：

另外，通常至少一个所述元件：

-在从一个I/O端口接收的一个分组或帧上执行分组或帧处理，

在一个实施方式中，系统进一步包括禁用n2个元件中的一个或多个的步骤，这些元件不形成n3元件的一部分。在一种情况下，该方法可包括向一个或多个元件供电以及切断到一个或多个元件的电能的步骤。在另一种情况下，该方法可包括向一个或多个元件提供一个时钟信号并且切断到一个或多个元件的时钟信号的步骤。

一个有趣的方面是涉及一种用于根据第十至第十九方面的任何一个方面配置一个系统的系统的方法，该方法进一步包括：

-判定n3个元件是否起作用，

-如果n3个元件起作用，则对于n3个起作用的元件中的每一个使第一和第二促进装置分别促进实际元件和一个设备之间以及实际元件和一个I/O端口之间的通信，

-如果n3个元件不起作用，则提供系统故障的信息。

该方法可进一步包括禁用n2个元件中的一个或多个，这些元件不形成n3个元件的一部分。

附图说明

以下，参考附图说明本发明的首选实施方式，附图中：

-图1描绘了一个第一首选实施方式的系统的主要元件的一幅框图，

-图2描绘了一个第二首选实施方式的主要元件的一幅框图，

-图3描绘了用于系统的首选实施方式中的促进/选择装置的两种模式，

-图4描绘了一个促进/选择装置的一个更详细的实施方式，

-图5描绘了设备40的两个不同的用途，

-图6描绘了设备40的四个不同的实施方式，

-图7描绘了降低一个具有冗余的芯片的功能，以及

-图8描绘了靠近一个芯片的接头的一个寄存器的任凭。

具体实施方式

实施方式1

在图1中，描绘了一个交换器10，其中四个端口20₁、20₂、20₃和20₄通过从其中延伸出的宽的双箭头与外部网络交换数据。端口20通过四个设备40₁、40₂、40₃和40₄在其自身之间交换数据，其中四个设备通过一个由宽的单箭头描述的单向环状数据总线交换数据。在总路线上交换数据的实际方式可参考美国专利申请号60/287,718，该专利申请在此处被结合进来作为参考。此方式还要求一个查找引擎和一个仲裁器，以及用于将数据分组报头数据从端口传输到LU引擎以及将报头从仲裁器交换到端口的装置。这些元件没有被描绘出来，因为它们与理解本发明无关。但其完整操作可从上述申请中了解到。

在一个端口20上接收到数据与在总线上传输数据之间，在数据上要执行多个操作。这些操作将是检查数据的完整性，分析数据以便确定数据应输出到哪个端口20等。在本实施方式中，这些操作由元件30执行。在此实施方式中，这些操作将只取决于接收到的数据的性质和内容，而不取决于由元件30中的哪个元件执行它们。

本实施方式10可为单个交换器芯片，即一个以太网交换器。由于MAC层函数在元件30中执行，端口20将是简单的，并且只占用交换器芯片上非常小的空间。并且，只要求设备40接收要发送数据单元(包括一个报头，该报头通知一个接收设备数据分组是否将被复制到相关元件30，或者只是转发到下一个设备40)，发送这些数据单元，以及转发和分析从数据环上较早的设备接收到的单元和报头。从而，设备也只占用芯片上很少的空间。

相反，元件30是相当复杂的将占取芯片上更多空间的元件。因此，很可能芯片中的任何错误都会导致一个元件30的故障。因此，引入一个额外的元件30，在其他元件之一出故障时或在制造过程中形成缺陷时，它被用作一个冗余元件。

但是，在此方式下，一个或多个端口20必须能够与多个元件30通信，并且一个或多个设备40应该能够与多个元件30通信。在本实施方式中，除一个元件30外的所有元件30都能够与两个预定端口20之一以及两个预定设备40之一通信。两个端口20之间的选择通过一个第一选择装置50发生，每个元件30被提供一个选择装置50。类似地，两个设备40之间的选择通过一个第二选择装置60发生，每个元件30被提供一个选择装置60。

通过这种方式，可回避元件30中的任何一个元件中发生的故障而工作，并且来自任何接收端口20的数据可通过一个起作用的元件30、一个设备40、环状总线、另一个设备40、另一个元件30发送到正确的输出端口20。

在本发明中，执行一个固有自检(BIST)以标识任何故障元件30，以及操作选择装置50和60，以便绕过任何这样的故障元件30。此BIST由一个元件70控制，它接收(虚线箭头)来自每个元件30的自检结果，随后相应地指示装置50和60。无疑，元件70可以是芯片上的或者芯片外的。

装置50和60的功能将在下文进一步说明。

如果多个元件30发生故障，则本实施方式不能够修复问题-由于其端口将不再起作用，芯片将被丢弃。但是，如果确定有可能不止一个元件发生故障，则可以提供任何数目的冗余元件30(以及相应的装置50和60)。此外，正如下文将要说明的，这种芯片或硬芯可用于其他具有较少端口数目的产品中。

实施方式2

图2描绘了图1的实施方式的一个替换实施方式。

图1和图2的实施方式之间最大的不同是，现在：

-环上出现了一个额外的设备40₅，

-图2中未出现装置60，以及

-未出现元件70，因此以不同的方式执行自检结果传送和元件50的控制。

在图2中，为每个元件30提供一个设备40。在该种方式中，可避免图1的装置60。但是将要求设备40的一个不同的功能。为了使交换器的仲裁器等是相同的(对应于端口20的数目)，在操作中使设备40之一“不可见”。此设备对应于有缺陷或冗余的元件30。

从而“不可见”的设备将不在环上给出信息，而只是将接收到的信息转发给下一个设备。此转发将花费一个或几个时钟周期，因此延迟了信息的流通。下文将进一步说明不可见性。

对来自元件30的测试结果进行的通信以及装置50的控制可以以下方式执行(参见虚线箭头)：每个元件30将其结果(例如，在其左边有多少个元件，包括该元件本身，是故障的)转发到下一个元件30，并相应地控制其相关装置50。可以预想元件30和装置50之间的垂直连接是缺省连接，而水平连接是冗余连接。然后装置30将通知其右的元件30是否采用其缺省连接(其左无故障元件30)或者冗余连接(其左有一个或多个故障元件30)。元件30也可将其结果直接报告给装置50，然后装置50将结果在图2中向右转发。

此配置之后，一个简单的标准测试将能够确定是否所有端口20都是活动，或者是否有一个是不活动的(由于不止一个元件30发生故障)。

对于图1和图2，应注意与控制信息流(元件70的使用或信息流的环状方式)相关的方面和与额外设备40₅的使用相关的方面是彼此独立的。

总线类型和总线上的不可见性

一般的，对于多个应用和实施方式，元件30在其上通信的总线的类型是不重要的。实际方式1和2均使用一条脉动式的单向环状总线，但也可使用任何其他类型的总线，例如一条双向环状总线或一条通常的线性总线。无疑，要求对在总线上通信的方式进行相应的改变。

图5a和5b概括了实施方式1和2的两个整体结构，或者总线上的连接点数目较小(图5a)，因而元件30可与多个设备(40)通信，或者每个元件30与一个设备40通信(图5b)。

一般地，当使用冗余元件时，总线和一个元件之间的连接点或者是透明的(对数据传输有延迟或没有延迟)，或者每个连接点可与多个元件通信。

存在多种在一条总线上通信的方式。一种简单的方式是所有元件都只是同时接收发送的所有信息。在此方式下，一个不起作用的或冗余的元件将不干扰数据传输(只要它不实际地危害总线(由于故障))。在此情况下，连接点可为透明的，不引起延迟。这由图6a所描绘，图6a描绘了一个设备40，其中所有元件接收相同的信息，并且其中任何时刻只有一个单个元件30可发送数据。

一般地，芯片中的信号传播将取决于发送机和接收机之间的距离。距离越长，通信可发生的频率越低。

其他总线具有重复器，这样就要求当发送机和接收机之间的距离固定时，在总线上的数据是单向的，并且导致其上较慢的数据传输频率。此外，其他总线具有时钟延迟，其也要求单向通信，促进了较高的数据传输频率，但要求数据传输的脉动式行为。这将在下文说明。

但是，如果在总线上传输的数据被接收、分析并复制到元件和/或转发到另一个元件，这些步骤的操作及其引起的任何延迟将是成问题的。

最难以管理的总线类型是一条脉动式的环状总线，其中同时传输多块数据，并且其中总线和一个元件之间的互联将引起诸如延迟。

在此方面下，图6b描绘了一种总线结构，其中每个设备40包括一个MUX(M)，该MUX被控制为或者转发从总线的左边部分接收到的信息/数据或者转发来自底端(来自元件30)的信息。此外，设备40可在MUX之前获取来自总线的信息。此总线不需要被计时，虽然这将增加(例如，加倍)被计时的设备之间的最大路径，从而成比例地降低总线的吞吐量，从而信息从左至右流动。MUX M的操作是控制MUX M右边的信息。如果总线不是一条环状总线，则信息从一端流至另一端。如果总线是一条环状总线，则信息将被传播到所有设备40。确定总线上的通信顺序的不同方案是已知的，例如令牌传递。

图6c描绘了一个替换实施方式，其中设备40包括一个具有图6b中的功能的MUX，但MUX的输出进入一个寄存器R，在此处数据/信息被延迟例如一个时钟周期。此总线是被计时的。一种方式将是使经过总线(线性或环状总线)的相同的单片信息/数据是时钟的函数。另一种方式是使其为脉动式的，其中多片信息/数据以脉动式的方式同时通过。上述专利申请中说明了此方式。

在图6d中，图6c的实施方式被添加了另一个MUX M，它可用于使一个连接到设备40的元件30不可见，即设备40可去除元件30对总线上的信息产生的任何可能影响。在总线上，当最后的MUX M绕过第一MUX M和寄存器R时，设备40的影响只是数据在经过第二MUX M时经受的一段小延时。

图6d的设备40可以以此种方式用于图5a和图5b描绘的两个实施方式中，但图6a-6c中描绘的实施方式仅在图5a中描绘的实施例中是最优的，因为它们不能成为不可见的。不使一个设备不可见可能会扰乱总线上的数据传输(当设备或相关元件发生故障时)，或者降低总线上的带宽(图6c)，因为寄存器处的时钟延迟将加到总线上的总延迟中。

重新分级(binning)

用于控制冗余元件的选择的路由、多路选择等的使用中的一个有趣的方面是相同的功能可用于将一个芯片配置成其他配置。如果一个芯片有太多的错误以至于不能按计划起作用(尽管有了冗余)，则芯片可被配置成一个降低的功能。

如果芯片是一个具有24个端口95和25个元件30(其中一个元件是冗余的)的24端口交换器芯片(参见图7)，则在多个元件30发生故障时，可通过使24个端口中的12个不活动(例如通过一个连接选项)来将此芯片配置为一个12端口交换器芯片，通常，将根据最高功能来确定总线和仲裁器以及一个LU引擎的大小，因此较低的功能是不会引起问题的。

有许多种选择12个可操作的端口的方法。但是，确定所选中的连接选项具有尽可能宽的应用，即使得芯片在尽可能多的故障场合可用，是很重要的，此外，需要只有一个连接选项。

一个这种连接选项可参见图7，其中删去的端口是不起作用的并且在最终的封装后的芯片中，这些端口不会连接到引脚/焊点。

在此实施方式中，每个第二端口95都没有被使用。在此方式中，除了一个元件30外，所有元件30都可能被使用-并且每个端口95能够与两个元件30通信。此12端口芯片不起作用的唯一方式是与同一端口95通信的两个相邻元件30发生故障。除此之外，芯片将在此降低后的功能下工作。

作为比较：如果在此降低的功能下，沿芯片的四边中的两边的所有端口都不起作用，则与任何操作端口95通信的任何两个故障元件30都会使芯片不能使用。

无疑，可定义具有不同功能的不同配置(例如，一个24端口、一个16端口、一个12端口、一个8端口芯片-这取决于故障元件30的数目(及分布))。

在此方式中，可在最优配置下配置并测试芯片。如果芯片不合格，则可测试半优配置等直到芯片通过一个测试，或被丢弃。

芯片的实际配置宜基于对于元件(至少是不然的话相同的元件)是相同的BIST和逻辑。

有许多种获取此配置的方式。一种方式是图1的方式，其中中央装置70执行配置。此装置70将接收测试结果，然后能够确定哪个配置是可能的。

另一种方式建立于图2的实施方式之上。在此实施方式中，大多数元件30接收关于与“它的”两个元件50中的哪一个通信的信息。此实施方式可与一幅位图被分配给元件30的实施方式相结合，其中位图中的每个位置对应于相应的元件30是否是可操作的。

根据来自相邻元件30和位图的所述信息，在测试/配置过程中，元件30或装置50可得知是否只需与任何起作用的元件30/装置50通信(以及因此保留)或者其中一个被保留-而其他的应该被选择。

在特定情况下，可能需要在第一配置和测试之后，将系统包装成一个封装，这个封装在系统的多个引脚具有固定电压，因此此后系统配置被固定定义。这在系统中的元件有时起作用有时不起作用的情况下是需要的。在那种情况下，可给系统造成错觉，使之相信它具有另一个配置，一个不被封装或外合支持的配置。此外这种固定电压引脚可用于通知软件配置应该是什么样的。

如果总是转发测试信息(参见图2)，则可使用任何位图以便“按比例降低”原功能-同时保持所说明的简单/配置位图。

切断一个多余的或发生故障的元件

根据本发明的一个方面，将通过切断到元件30的一个时钟信号来禁用冗余或故障元件30。所有元件30接收一个来自一个时钟信号供应器80的时钟信号，并且在供应器80和每个元件30之间，提供了一个切断元件82(例如一个晶体管)，用于切断时钟信号。一种替换方法是切断一个电源90和元件30之间的电能供应(每个元件无疑被供电)。在图2中就一个元件30对此进行了描绘。

在一种情况下，可通过切断到元件的电源来被切断。但是，切断电源要求更多的晶体管，因此对资源的需求更大。

配置和测试本发明系统的方法

一般地，对于测试和配置芯片，至少要确定三个步骤：

-测试芯片并生成一类定位错误设备的向量，

-选择使用哪些完全起作用的设备(或者确定桶排序)，以及

-配置单个设备：

在一个首选实施方式中，芯片的测试将是一个由所有元件执行的固有自检。此BIST可以是元件30的任何类型的相关测试。当一个预定输入被提供给元件30时，可使用一个固有逻辑块观察，如果相应的输出对应于预期的输出，则BIST将是成功的。

作为替换或者额外的，BIST可包括由噪声生成的输入，其中从每个元件的相应输出得出一个签名。然后评估该签名以便确定该元件是否通过或未通过测试。可根据标准(例如从芯片外部)确定、更改或设置执行此测试的时间。

可在不同的时刻进行选择。

生产时，可向元件提供内部和/或外部扫描向量以便评估其产生的输出。此外，可执行内部BIST。

在此后某个时刻-例如在起动芯片时，可在软件的控制下执行BIST或外部测试。

此外，正如下文将说明的那样，可使用一个投票表决来确定哪些元件是起作用的。

实际选择还可取决于芯片的实际功能。正如下文将说明的那样，起作用的元件可能由于某个特定功能以及所需要的外合而被不被选择。

可能有多种配置芯片(确定哪些芯片是起作用的-以及其中哪些将被使用)的方式：

-TTL(生存时间)

-中央配置：

-用中央元件进行的本地配置：

-本地配置

-软件配置：确定哪些元件起作用

用以上方法之一将这些信息发布给设备。

TTL意味着所有设备都被配制为100％相同，以便在每个元件中更改编址以达到正确的元件。这可通过倒计数(发送的信息沿着总线发送给第x号元件)或者移位来实现，在移位中，一个位掩码与信息一起发送，每个中间元件对位掩码进行移位。“最后”的元件从位图中确定该相关信息是用于该元件的。以该种方式，信息到达所需要的元件，并且位图将确定哪些元件是活动的，哪些不是活动的。

中央配置意味着一个中央单元知道哪些设备起作用。它可以接收BIST的结果。此中央单元根据此知识来发布该知识并配置设备。

可通过两种方式执行(各元件内的)本地配置：存在或不存在一个知道哪些元件是可操作的中央元件。在有这个中央元件的情况下，实际配置仍可在设备本地执行。如果未使用这样的中央元件，每个设备被编程为它是否“在其中”或不在。然后设备将以两种相应的模式之一操作。

对于基于软件的设置，存在三种方式：

在每次加电后或根据操作者请求时可运行一个BIST，从而装置50和60的设备可存储在软件中。通过此种方式，任何只在某些时刻发生故障的元件30可在发生故障时被省去(在再次测试之后)。从而，可获得一个完全自动的操作。

另一种存储装置50和60的设置的方式是在硬件中提供设置，例如在同一板子的同一芯片或另一个芯片的一个EPROM中。通过此种方式，系统加电后不需要重新运行BIST。

最后，可预见一种完全由软件驱动的版本，其中芯片在每次加电后执行BIST和设置，其中冗余/故障元件被标识出来，以及促进装置在每次断电后被操作。通过此种方式，可考虑所有元件的实际状态，因此一个在此时刻功能差的偶尔功能差的元件可能在目前被回避，但当以后另一个元件功能更差时，可能就不被回避。作为替换，也可为每个芯片提供软件，以定义哪些元件是可操作的。

选择装置的整体功能可参见图3与图1或图2的组合。从图1和图2中来看(请看装置50，并从左边开始)，很明显对于每个起作用的元件30，装置50将沿着一条垂直轴组合端口20和元件30.(参见图3的上部)。如果一个元件30发生故障，故障元件30下面的装置50及其右边的任何装置50将把信息向右发送一步(参见图3的下部)。

同样的操作将用于图1的装置60。

选择装置可通过多种方法制成。

一种提供选择装置的方法是提供可通过激光/加热熔合的多路选择器，此多路选择器在各设备的测试之后被激光/加热熔合。通过此种方式，在制造后运行一次测试，选择装置的操作将在熔合后固定。此后(芯片组装后)就有了一个起作用的芯片，不用再处理故障元件30。从而不需要BIST。

另一种提供选择装置的方式是使用可由软件/硬件设置的装置。在图4中描述了这样的选择装置。此装置具有两个多路选择器M，它们可由一个控制信号C控制。

在所有情况下，使用本发明的首选实施方式促进了一个用于制造后的简单的硬件测试器的使用，因为测试器的结果是一个简单的GO/NOGO。通常，当测试个别部分不合格但整个硬件还是可接受的硬件时，测试器需要知道哪些以及多少个部分是不合格，并按错误群组对测试后的硬件排序。

此BIST和配置在测试之前运行，因此测试将只测试芯片是否起作用。无疑，在运行实际BIST之前可执行一个寄存器初始化、存储器初始化等，但芯片的BIST和配置宜在使用外部芯片测试器之前运行。此外，这些初始化可在再次配置之前和之后执行。

此上，正如联系图7所说明的那样，可以在在一个芯片测试器上测试芯片功能之前执行芯片的测试和配置(也是可能出现不同配置之处)。如果测试器能够接收一个说明芯片具有哪个配置的信号，或者能够测试每个可能的配置，则芯片可测试和配置自身，从而芯片测试器确保了所选择的配置的功能。如果芯片测试器不能接收信号或测试多个配置，则可能需要多个测试器或多个测试。

一个有趣的方面是当BIST发现多于足够的元件是起作用的时，此后配置将选择其合适的数目。然后运行一个外部测试，由于选中的元件之一现在没有完全起作用(虽然BIST指示是相反的)，而使芯片被丢弃。在此情况下，芯片可被重新配置为使用另一个起作用的原件，然后重新被测试。

投票表决

芯片的测试和配置的一个有趣的方面是比较各元件的结果。可作出一个主要决定以便确定哪些元件是在起作用的，哪些不是。此方法的优势是即使多个元件发生故障(甚至即使给出了相同的错误输出)，也可能隔离这些元件。

此外，可实现一个组合，其中当难以确定由故障和可操作的元件输出的解决方案中的哪一个是正确的时，可延长或更改元件执行的测试，以便促进可操作元件的标识。

系统的后端/计时相关的方面

由于冗余，一个端口/接头可被配置为与两个或多个元件30之一通信，或通过两个或多个元件30之一通信。这些元件可被不同的时钟驱动，因此产生了计时问题。这是由于不可能从芯片外部看出与哪个元件通信。本发明避免了该缺点。

对付该问题的一种方式是提供一个寄存器R，它与接头P的距离比MUX M近。在该情况下，可以通过这样一种方式给寄存器计时，使得接头上的信号是已知的，并且不论哪个元件30与寄存器通信总被相同的时钟计时。

图8描述了这一方面，其中图8a描绘了进入方向，图8b和图8c描绘了外出方向。

在图8中，一个端口被描绘为两个接头：一个数据接头P_D和一个时钟接头P_C。无疑，一个实际的端口可具有任意多个数据接头和任意多个时钟接头(但通常只使用一个时钟接头)。在图8中，数据路径和MUX绘于实线中，时钟路径和MUX绘于虚线中。

在图8a中，来自数据接头的数据首先进入一个寄存器R，然后被发送到两个MUX M。每个MUX M选择实际元件30从哪个数据接头/寄存器接收数据。此外，时钟在时钟接头处进入，并被提供给两个时钟MUX，其也为每个元件30选择对应于所选中的数据接头的数据接头。

每个寄存器由来自相同端口的时钟接头的数据信号所计时。从而，进入芯片中的数据的计时被精确地定义，并且被芯片外部所知。

在图8b所描绘的外出方向中，每个端口又具有一个或多个(绘出了一个)数据接口以及一个或多个(绘出了一个)时钟接头。

在此实施方式中，来自元件30的数据被提供给MUX M，其中MUX M选择相关的数据接头从哪个元件30接收数据。

每个元件30输出一个时钟信号给MUX M，其中MUX M选择相同的元件来将时钟提供给寄存器R和端口的时钟接头。在该情况下，数据接头的计时由生成数据的元件定义。

图8c描绘了一个替换方式，其中元件30实际通过一个MUX M接收一个端口的一个时钟，数据接头上的数据的计时实际由芯片外部控制。时钟信号也被提供给MUX M，其当MUX对数据进行多路选择时，选择与实际端口通信的元件30。

此外，在一个实施方式中，连接单个元件30或装置40的实际总线可在单个时钟域被选择。从而，在总线和诸如元件30之间将发生一个时钟转换(其中完整的芯片将不会在相同的时钟域中)。但是，从后端角度来看，这是一个更简单的方法。

Claims

1.一种用于在多个元件间通过一条数据总线通信的系统，该系统包括：

-第一数目个，即n1个可用于在数据总线上交换数据的设备，

-第二数目个，即n2个元件，每个元件可用于与所述多个设备之一通信，n1≤n2，

-第三数目个，即n3个输入/输出端口，每个端口可用于与一个或多个外部计算机或网络通信以及与所述第二数目个元件之一通信，n3＜n2，

-标识将要使用的n4个元件的装置，其中所述用于标识的装置包括用于标识哪些元件起作用的装置；

-用于促进n4个元件之一和n3个I/O端口之一形成的诸对之间的通信的第二装置。

2.权利要求1所述的系统，其中：

所述n1个设备被配置为通过同时向数据总线上的下一个设备转发数据来实现在数据总线上交换数据，

其中所述n1个设备包括：

-用于在总线上传输从数据总线接收到的数据之前延迟这些数据的装置，以及

-用于回避所述延迟装置的装置，以及

3.根据权利要求2的系统，其中设备用于：

-在每个已接收了数据分组的至少一部分的设备中，至少基本同时地根据相关的接收设备信息确定数据分组的至少一部分是否是计划发给该设备的，如果是，则在该设备上存储该数据分组的至少一部分。

4.权利要求1所述的系统，包括：

一个测试系统，包括：

-用于给系统供电的装置，

-用于在n4＝n3时操作所述标识和促进装置的装置，

-用于确定是否可能在加电的系统中从n3端口中的每一个向数据总线通信的装置，以及

-用于在不可能时，在n4为一个小于n3的值时操作所述标识和促进装置的装置。

5.根据权利要求1的系统，其中元件和I/O端口位于系统中一个至少基本二维的区域中，其中端口沿着区域的周边分布，其中集合被定义为沿着区域周边具有预定位置的端口集合，并且其中标识装置可用于标识n4个起作用的元件，其中每个元件可用于与端口集合中至少一个端口通信。

6.权利要求1的系统，包括：

-用于确定预定的I/O端口集合中的哪一个可通过起作用的元件与总线通信的装置。

7.权利要求1的系统，其中

其中所述第二促进装置包括：

-用于从与其可通信连接的多个元件之一接收一个时钟信号的装置，以及

-用于根据接收到的时钟信号将接收到的数据输出到I/O端口的装置。

8.权利要求1的系统，其中

其中所述第二促进装置包括：

-用于选择与其可通信连接的多个元件之一并从中接收信号的装置，

-用于从I/O端口接收一个时钟信号并将时钟信号发送到所述被选中的元件的装置，以及

-用于根据发送的时钟信号将接收到的数据输出到I/O端口的装置。

9.根据权利要求8的系统，其中用于输出的装置包括至少一个寄存器或一个FIFO。

10.根据权利要求1的系统，其中I/O端口包括一个或多个接头，这些接头可被周围的电子器件电接触。

11.权利要求1的系统，还包括

-用于向每个元件提供电能和一个时钟信号的装置，以及

-用于除去发向一个或多个元件的时钟信号以便使元件不起作用的装置。

12.根据权利要求11的系统，其中系统包括CMOS或多米诺逻辑元件。

13.根据权利要求1的系统，其中标识装置可根据每个元件的一个自检的结果来执行标识。

14.根据权利要求13的系统，其中标识装置包括测试装置，测试装置可操作地连接到每个元件，用于接收元件的自检结果，以及用于输出自检结果。

15.根据权利要求14的系统，进一步包括中央装置，用于接收结果输出，以及用于为第一和/或第二促进装置生成并输出信息。

16.根据权利要求14的系统，其中为每个元件提供一个测试装置，用于接收来自元件的自检结果以及输出自检结果。

17.根据权利要求16的一个系统，其中：

-测试装置中的一个或多个进一步包括，用于接收来自另一个测试装置的一个自检结果输出，将接收到的自检结果与从相关元件接收到的结果结合，并输出结合后的测试结果的装置，以及

-第一和/或第二促进装置可从一个测试装置接收测试结果。

18.根据权利要求1-17之一的系统，其中n2＞n1。

19.根据权利要求1-17之一的系统，其中n1＝n3。

20.根据权利要求1-17之一的系统，其中n2＝n1并且其中至少一个设备可以两种模式之一操作，其中一个模式是所述至少一个设备从数据总线接收数据并将数据传输到数据总线，另一个模式是将从数据总线接收到的数据转发回数据总线。

21.根据权利要求1-17之一的系统，其中数据总线是一条环状总线。

22.根据前述权利要求1-17中任何一条权利要求的系统，其中至少一个元件可用于

-在从一个I/O端口接收的一个分组或帧上执行分组或帧处理，

23.根据前述权利要求1-17中的任何一条权利要求的系统，其中系统为单个芯片。

24.根据权利要求1-17中任何一条权利要求的系统，系统进一步包括禁用n2个元件中的一个或多个的装置，这些元件不形成n3元件的一部分。

25.根据权利要求24的系统，其中系统包括向一个或多个元件供电的装置，并且其中禁用装置包括用于切断到一个或多个元件的电能的装置。

26.根据权利要求24的系统，其中所述用于禁用n2个元件中的一个或多个的装置包括，分配一个位图到所述一个或多个n2个元件，其中所述位图指示每个元件是否禁用该元件自身。

27.一种操作一个系统的方法，该系统用于通过一条数据总线在多个元件之间通信，该系统包括：

-第一数目个，即n1个可用于在数据总线上交换数据的设备，

-第二数目个，即n2个元件，每个元件可用于与设备之一通信，n1≤n2，以及

该方法包括：

-通过标识所述元件中哪些是起作用的来标识要使用的n4个元件，

-促进n4个元件之一和n1个设备之一形成的诸对之间的通信，以及

-促进n4个元件之一和n3个I/O端口之一形成的诸对之间的通信。

28.权利要求27的方法，还包括：

同时从一个设备向数据总线上的下一个设备转发数据；

在总线上转输从数据总线接收到的数据之前延迟这些数据；

在那些没有组成n4对的n1设备中回避所述延迟。

29.根据权利要求28的方法，进一步包括以下步骤：

选择一个或多个要交换的数据分组，每个数据分组被一个各自的设备保存，

至少基本同时地沿着互联装置将每个数据分组的至少一部分以及相关的接收设备信息转发给下一个设备，

至少基本同时地从互联设备接收选中的数据分组的至少一部分以及相关的接收设备信息，以及

在每个已接收了一个数据分组的至少一部分的设备中，至少基本同时地根据相关的接收设备信息确定所述数据分组的至少一部分是否是计划发给该设备的，如果是，则在该设备上存储该数据分组的至少一部分。

30.权利要求27的方法，包括：

-给系统供电，

-在n4＝n3时操作所述标识和促进装置，

-确定是否可能在加电的系统中从n3 I/O端口中的每一个向数据总线通信，以及

-如果不可能，则在n4为一个小于n3的值时操作所述标识和促进装置。

31.根据权利要求27的方法，还包括：

定位所述元件和端口在所述系统中一个至少基本二维的区域中，

使所述端口沿着所述区域的周边分布，集合被定义为沿着区域周边具有预定位置的端口集合，并且标识步骤可包括标识n4个起作用的元件，其中每个元件可用于与端口集合中至少一个端口通信。

32.根据权利要求27的方法，还包括：

确定预定的I/O端口集合中的哪一个可通过起作用的元件与总线通信。

33.根据权利要求27的方法，还包括

选择多个元件之一并从中接收信号，

从所述的多个元件之一接收一个时钟信号，以及

-根据接收到的时钟信号将接收到的数据输出到I/O端口。

34.根据权利要求27的方法，还包括

从I/O端口接收一个时钟信号并将时钟信号发送到所述多个元件之一，以及

-根据发送的时钟信号将接收到的数据输出到I/O端口。

35.根据权利要求27的方法，还包括

向每个元件提供电能和一个时钟信号，以及

除去发向一个或多个元件的时钟信号以便使该元件不起作用。

36.根据权利要求27的方法，其中标识步骤包括根据每个元件的一个自检的结果来执行标识。

37.根据权利要求36的方法，其中标识步骤包括接收元件的自检结果，以及用于输出自检结果。

38.根据权利要求37的方法，进一步包括接收第一结果输出，以及为第一和/或第二促进装置生成并输出信息。

39.根据权利要求27的方法，还包括在两种模式之一操作，其中一个模式从数据总线接收数据并将数据传输到数据总线，另一个模式是将从数据总线接收到的数据转发回数据总线。

40.根据权利要求27的方法，还包括：

-根据从一个I/O端口接收的一个分组或帧的至少一部分执行一个查找操作，

-将接收到的分组或帧的至少一部分转发给一个设备，

-在从一个I/O端口接收的一个分组或帧上执行分组或帧处理，

41.根据权利要求27的方法，进一步包括禁用n2个元件中的一个或多个，这些元件不形成n4元件的一部分。

42.根据权利要求41的方法，还包括向一个或多个元件供电以及切断到一个或多个元件的电能。

43.根据权利要求41的方法，还包括向一个或多个元件提供一个时钟信号以及切断到一个或多个元件的时钟信号。

44.根据权利要求41的方法，其中：

禁用n2个元件中的一个或多个包括，分配一个位图到所述一个或多个n2个元件，其中所述位图指示每个元件是否禁用该元件自身。