DE69936060T2

DE69936060T2 - Verfahren und Vorrichtung für eine verbesserte Schnittstelle zwischen Computerkomponenten

Info

Publication number: DE69936060T2
Application number: DE69936060T
Authority: DE
Inventors: Jasmin Folsom AJANOVIC; David J. Sacramento HARRIMAN
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 1998-11-03
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2019-11-02
Also published as: EP1127318A4; DE69936060D1; US6145039A; KR20010092432A; WO2000026798A1; CN1253802C; TW476885B; KR100417839B1; EP1127318B1; CN1348565A; AU1461000A; HK1036853A1; EP1127318A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Computersysteme und im Besonderen das Gebiet der Bereitstellung einer verbesserten Schnittstelle zwischen Computerkomponenten.
STAND DER TECHNIK
Moderne Computersysteme weisen Zentraleinheiten (CPU 101) auf, die mit einem Systemspeicher 103 zwischenverbunden sind (d.h. CPU/Speicher-Subsystem). Wie dies in der Abbildung aus 1 dargestellt ist, werden Daten und weitere Signale zwischen der CPU und dem Systemspeicher über eine Komponente übertragen, die für gewöhnlich als Host-Brücke 105 bezeichnet wird. Die Host-Brücke 105 kann auch andere Komponenten und/oder Subsysteme in einem Computer mit einer Schnittstelle zu dem CPU/Speicher-Subsystem versehen.
Wie dies zum Beispiel ferner in 1 dargestellt ist, können periphere Komponenten (z.B. eine Tastatur 109, ein Plattenlaufwerk 110 und/oder eine Maus 111) jeweils über eine Ein-Ausgabe-Brücke (E/A-Brücke) 107 miteinander verbunden werden. Die E/A-Brücke 107 kann wiederum mit der Host-Brücke 105 verbunden werden, um eine Schnittstelle zwischen den Peripheriegeräten und dem CPU/Speicher-Subsystem bereitzustellen.
Darüber hinaus können auch externe Busse (z.B. ein PCI-Bus (Peripheral Component Interconnect-Bus) 113) an der Schnittstelle zwischen der E/A-Brücke 107 und dem CPU/Speicher-Subsystem vorgesehen sein. Folglich gestaltet sich die Schnittstelle zwischen der E/A-Brücke 107 und dem CPU/Speicher-Subsystem komplizierter und wird mehr eingeschränkt durch die Spezifikationen/Anforderungen eines externen Busses 113 (z.B. PCI), der der Schnittstelle zwischen der E/A-Brücke 107 und dem CPU/Speicher-Subsystem hinzugefügt wird.
Das U.S. Patent US-A-5.687.388 offenbart eine Master-E/A-Konzentrator mit einem Downstream-Port, der als ein A-Net-Port (ANP) konfiguriert ist, der mit einem Upstream-Port eines E/A-Konzentrators verbunden ist. Der Master-E/A-Konzentrator behandelt die Umwandlung zwischen einer busorientierten Struktur und einer Baumstruktur eines E/A-Subsystems. Nachrichten und Befehle werden in dem E/A-Subsystem in definierten Paketen übertragen. Verschiedene Lese-, Schreib- und Austauschbefehle werden eingesetzt, wobei eine Leseantwort verwendet wird, um Split-Transaktions-Leseoperationen zu ermöglichen. Leseanforderungen werden durch Downstream-Vorrichtungen eingesetzt, um aus dem Systemspeicher zu lesen, oder wobei sie von Upstream-Vorrichtungen verwendet werden, um aus E/A-Vorrichtungen zu lesen. Leseanforderungen sind Split-Transaktionen, die den Einsatz eines Kanals für andere Nachrichten während einem Zeitraum ermöglichen, während dem angeforderte Daten aus einer Vorrichtung oder dem Systemspeicher gelesen werden. Offenbart wird jedoch keine Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle zwischen einem ersten Hub und einem zweiten Hub, exklusive eines externen Busses, der direkt mit der Schnittstelle verbunden ist, wobei die Schnittstelle Daten in Paketen über Split-Transaktionen überträgt.
Folglich wird eine verbesserte Schnittstelle zwischen peripheren Komponenten und Prozessor/Speicher-Subsystemen benötigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schnittstelle gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1.
Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung somit eine Schnittstelle für eine Datenübertragung zwischen getrennten Hubs in einem Computersystem, mit einem Datensignalpfad zur Datenübertragung zwischen Hubs in Paketen über Split-Transaktionen. In einem Ausführungsbeispiel werden die Daten in einem quellensynchronen Modus übertragen. In einem Ausführungsbeispiel weisen die Pakete zur Datenübermittlung ferner bei Bedarf ein Anforderungspaket und ein Vollzugspaket auf. In einem Ausführungsbeispiel weisen die Pakete ferner Transaktionsdeskriptoren auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung ist in den Abbildungen der beigefügten Zeichnungen beispielhaft und ohne einzuschränken veranschaulicht, wobei ähnliche Elemente in den Abbildungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Es zeigen:
1 ein Computersystem, das eine Schnittstelle zwischen Computerkomponenten gemäß dem Stand der Technik implementiert;
2 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Computersystems, das die verbesserte Schnittstelle zwischen Computerkomponenten implementiert;
3 ein Zeitsteuerungs- bzw. Taktdiagramm einer Split-Transaktion, die durch ein Ausführungsbeispiel einer Schnittstelle implementiert wird;
4 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Computersystems, das eine Hierarchie mehrerer verbesserter Schnittstellen zwischen Computerkomponenten implementiert;
5 ein Zeitsteuerungsdiagramm der Arbitrierung und Übermittlung von Datenpaketen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 ein Zeitsteuerungsdiagramm der Flusssteuerung von Datenpaketen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
7 ein Flussdiagramm der Schritt der Reaktion auf Ablaufsteuerungsoperationen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
8 die physikalische Signalschnittstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
9 ein Zeitsteuerungsdiagramm der quellensynchronen Taktung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
10 ein Computersystem mit mehreren Prozessoren, wobei eine verbesserte Schnittstelle zwischen Computerkomponenten gemäß einem Ausführungsbeispiel implementiert wird.
GENAUE BESCHREIBUNG
Beschrieben wird eine verbesserte Schnittstelle zwischen Computerkomponenten. Die Schnittstelle kann hierin als ein Hub-Link bezeichnet werden. Der Hub-Link ist eine Schnittstelle zur Verbindung von Bausteinen einer Kernlogik über eine Schnittstelle mit schmaler und hoher Bandbreite.
Wie dies in der Abbildung aus 2 veranschaulicht wird, stellt ein Ausführungsbeispiel des Hub-Link für einzelne Komponenten eine Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle bereit. In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Hub-Link aber auch eine Schnittstelle zwischen drei oder mehr Komponenten bereitstellen.
Im Besonderen veranschaulicht die Abbildung aus 2 ein Ausführungsbeispiel des Hub-Link 202, der zur Verbindung von zwei getrennten Komponenten (z.B. Hub-Agenten) in einem Chipsatz miteinander eingesetzt wird. Die Hub-Agenten stellen eine zentrale Verbindung zwischen zwei oder mehr separaten Bussen und/oder andersartigen Kommunikationsleitungen bereit.
Wie dies in der Abbildung aus 2 näher dargestellt ist, weist der Chipsatz zum Beipiel einen Memory Controller Hub 204 (MCH) und einen Ein-Ausgabe-Hub (E/A-Hub) 206 auf. Der Memory Controller Hub 204 stellt gemäß der Abbildung aus 2 eine Zwischenverbindung/einen Hub zwischen einer oder mehreren Zentraleinheiten 208 (CPUs) und dem Systemspeicher 210 bereit.
Der E/A-Hub 206 stellt eine Zwischenverbindung zwischen verschiedenen Peripheriekomponenten in dem System bereit (z.B. einer Tastatur 218, einem Plattenlaufwerk 224, einem Scanner 212 und/oder einer Maus 220). Ferner werden die externen Busse und deren Agenten (z.B. PCI-Bus 212 und PCI-Agenten 214) indirekt über den Hub-Link 202 mit dem Speicher 210 und der CPU 208 verbunden, indem eine Zwischenverbindung mit dem E/A-Hub 206 hergestellt wird anstatt eine direkte Zwischenverbindung mit dem Memory Controller Hub 204.
Durch den Einsatz eines Hub-Link zur Zwischenverbindung des Memory Controller Hub 204 und des E/A-Hub 206 wird ein verbesserter Zugriff zwischen E/A-Komponenten und dem CPU/Speicher-Subsystem bereitgestellt (z.B. erhöhte Bandbreite, Protokollunabhängigkeit und geringere Latenz). Darüber hinaus kann der Hub-Link auch die Skalierbarkeit eines Computersystems verbessern (z.B. eine Erweiterung von einer Basis-Desktop-Plattform zu einer Highend-Desktop-Plattform oder Workstation-Plattform), indem ein Backbone für E/A-Bausteine bereitgestellt wird.
Zur Bereitstellung der verbesserten Schnittstelle weist der Hub-Link ein oder mehrere einzigartige Merkmale auf. In einem Ausführungsbeispiel werden Transaktionen über den Hub-Link unter Verwendung eines Split-Transaktionsprotokolls auf Paketbasis übertragen. Zum Beispiel wird ein Anforderungspaket eingesetzt, um eine Transaktion zu beginnen, und wobei ein separates Vollzugspaket in der Folge eingesetzt werden kann, um eine Transaktion zu beenden, sofern dies erforderlich ist.
Die Abbildung aus 3 veranschaulicht ein Beispiel für eine Split-Transaktion an dem Hub-Link. Wie dies in der Abbildung aus 3 dargestellt ist, erlangt ein Hub-Agent anfänglich die Herrschaft über den Hub-Link durch Arbitrierung 302. Auf die Arbitrierungsphase folgt eine Anforderungsphase 304. Sofern dies erforderlich ist (z.B. für den Fall der Datenrückführung für eine Lesetransaktion), folgt auf die Anforderungsphase eine Vollzugsphase 308. Vor der Vollzugsphase arbitriert 306 der antwortende Hub-Agent jedoch um die Herrschaft über den Hub-Link.
Zwischen dem Zeitpunkt der Übertragung eines Anforderungspakets und eines entsprechenden Vollzugspakets über den Hub-Link können separate, nicht im Verhältnis zueinander stehende Pakete gemäß vorbestimmter Regeln für die Reihenfolge über den Hub-Link übertragen werden, wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird. Für den Fall einer Leseanforderung von einem Peripheriegerät in den Speicher kann die Bereitstellung der angeforderten Daten zum Beispiel mehrere Taktzyklen in Anspruch nehmen, bis die Daten für die Rückführung in einem Vollzugspaket bereit stehen. Während dem Zeitraum, der benötigt wird, um die angeforderten Daten zu erhalten, können separate, nicht im Verhältnis zueinander stehende Vollzugs- und/oder Anforderungspakete, die in einer Warteschlange/Pipe des Memory Controller Hub 204 warten, zu dem E/A-Hub 206 übertragen werden.
Wie dies in der Abbildung aus 3 dargestellt ist, wird jede Anforderung oder jeder Vollzug ferner als ein Paket über die Schnittstelle übertragen. Bei Schreibtransaktionen sind Daten der Anforderung zugeordnet. Bei Lesetransaktionen sind Daten dem Vollzug zugeordnet. In bestimmten Fällen gibt es mehr als einen Vollzug für eine Anforderung, wenn das Vollzugspaket getrennt ist, wobei eine effektive Aufteilung in mehrere Vollzugspakete erfolgt.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet der Hub-Link darüber hinaus Transaktionsdeskriptoren, um den Hub-Link-Verkehr zu leiten sowie um die Attribute einer Transaktion zu identifizieren. Zum Beispiel können die Deskriptoren eingesetzt werden, um eine Transaktion als isochron oder asynchron zu definieren, die als Folge dessen gemäß einem vordefinierten Protokoll behandelt werden kann.
In einem Ausführungsbeispiel wird ferner die Bandbreite der Schnittstelle teilweise dadurch erhöht, dass die Datenpakete über einen quellensynchronen Taktmodus übertragen werden. In einem Ausführungsbeispiel stellt der Hub-Link ferner die erhöhte Bandbreite trotz einer schmalen Verbindung bereit (z.B. weniger Pins/Anschlussflächen).
In alternativen Ausführungsbeispielen kann ein Hub-Link jedoch auch mit weniger als allen vorstehend beschriebenen eindeutigen Merkmalen implementiert werden, ohne dabei von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Ferner kann der Hub-Link auch verwendet werden, um Brücken miteinander zu verbinden und/oder die Komponenten in einem Chipsatz oder außerhalb eines Chipsatzes, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
TRANSAKTIONS-, PROTOKOLL- UND PHYSIKALISCHE SCHICHTEN
Zur deutlicheren Veranschaulichung wird der Hub-Link hierein in drei Abschnitten beschrieben: einer Transaktionsschicht, einer Protokollschicht und einer physikalischen Schicht. Die Unterscheidungen zwischen den Schichten dienen jedoch einem veranschaulichenden Zweck und haben keine einschränkende Funktion, und somit wird dadurch kein spezielles bevorzugtes Ausführungsbeispiel impliziert.
TRANSAKTIONSSCHICHT
In einem Ausführungsbeispiel des Hub-Link unterstützt die Transaktionsschicht das Routing bzw. Leiten separater Transaktionen, die über den Hub-Link übertragen werden (wobei sie ein oder mehrere Pakete aufweisen können). In einem Ausführungsbeispiel erzeugt die Transaktionsschicht des Hub-Link zum Beispiel Transaktionsdeskriptoren, die in den Anforderungs- und Datenpaketen enthalten sind. Die Transaktionsdeskriptoren können zur Unterstützung der Arbitrierung zwischen Warteschlangen in einem Hub-Agenten (z.B. MCH) eingesetzt werden und/oder zur Erleichterung des Routing von Anforderungen und Datenpaketen durch den Hub-Link.
In einem Ausführungsbeispiel unterstützen zum Beispiel die Transaktionsdeskriptoren das Leiten von Vollzugspaketen zurück zu dem die Anforderung einleitenden Agenten auf der Basis der ursprünglich bereitgestellten (in einem Anforderungspaket) Routing-Informationen. Die Transaktionsdeskriptoren unterstützen ferner die Reduzierung oder möglicherweise Minimierung der Paketdecodierungslogik in den Hub-Agenten.
In alternativen Ausführungsbeispielen stellen die Transaktionsdeskriptoren ferner die Fähigkeit bereit, die Behandlung von Anforderungen auf der Basis ihrer entsprechenden Transaktionsattribute zu unterscheiden. Zum Beispiel können die in den Transaktionsdeskriptoren identifizierten Transaktionsattribute Operationen als isochron identifizieren (d.h. Operationen, die feste Datenmengen unregelmäßig transportieren; wie zum Beispiel Video- oder Audio-Echtzeitoperationen). Als Folge dessen können die durch die Transaktionsattribute identifizierten Operationen gemäß einem entsprechenden vorbestimmten Routing-Protokoll behandelt werden, um eine bestimmte Art von Operation zu unterstützen (z.B. isochron).
In einem Ausführungsbeispiel weisen die Transaktionsdeskriptoren zwei Felder auf: ein Routing-Feld und ein Attributfeld. In alternativen Ausführungsbeispielen können mehr oder weniger Felder verwendet werden, um eine oder mehrere der Funktionen der Transaktionsdeskriptoren bereitzustellen, ohne dabei vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Routing-Feld um ein Feld mit sechs Bit, das für das Paket-Routing eingesetzt wird, wie dies unten in Tabelle 1 dargestellt ist. Die Größe des Routing-Felds sowie des Attributfelds kann gemäß dem Umfang der vorliegenden Erfindung variieren. Tabelle 1: Routing-Feld des Transaktionsdeskriptors
Wie dies in Tabelle 1 dargestellt ist, werden drei Bits des Routing-Felds für die Hub-ID eingesetzt, welche den Hub-Agenten identifiziert, der die Transaktion eingeleitet hat. In alternativen Ausführungsbeispielen können zusätzliche Bits in dem Routing-Feld eingesetzt werden, um eine Hub-Link-Hierarchie bereitzustellen, die 8 überschreitet.
In einem System können zum Beispiel mehrere Hub-Link-Hierarchiene existieren, wobei in diesem Fall der Agent an der Spitze der Hierarchien in der Lage sein sollte, Vollzüge zurück zur Basis der Hierarchie zu leiten. In diesem Zusammenhang umfasst "Hierarchie" mehrere verbundene Hub-Link-Segmente, die mit einem Hub-Link "Wurzel"-Agenten (z.B. einem Memory Control Hub) beginnen. Die Abbildung aus 2 veranschaulicht zum Beispiel ein System, das nur eine Hub-Link-Hierarchie aufweist. Die Abbildung aus 4 hingegen veranschaulicht ein Beispiel für ein System auf der Basis von zwei Hub-Link-Hierarchien. In Ausführungsbeispielen, die nur eine Hub-Link-Hierarchie implementieren, kann ein Standardwert von "000" in dem Hub-ID-Feld verwendet werden.
Die verbleibenden drei Bits des Routing-Felds können eingesetzt werden, um interne Leitungen bzw. Pipes/Warteschlangen in einem Hub-Link-Agenten zu identifizieren. Zum Beispiel kann der E/A Control Hub bzw. Steuerungs-Hub den internen USB (Universal Serial Bus) Host-Controller-Verkehr und den Bus Mastering-ID (BM-ID) Verkehr über separate Leitungen bzw. "Pipes" unterstützen. Dabei kann die Pipe-ID dazu eingesetzt werden, dem behandelnden Agenten (z.B. MCH) mitzuteilen, dass der durch verschiedene "Pipes" eingeleitete Verkehr unterschiedliche Attribute aufweist und gemäß einem vorbestimmten Protokoll behandelt werden kann. Wenn ein Hub-Link-Agent keine separaten internen Pipes implementiert, so kann er in dem Feld Pipe-ID einen Standardwert von "000" verwenden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel weisen die Transaktionsdeskriptoren ferner ein Attributfeld auf. In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Attributfeld um einen Drei-Bit-Wert, der spezifiziert, wie eine Transaktion zu behandeln ist, wenn sie von einem Ziel-Hub-Link-Agenten empfangen wird. In bestimmten Fällen unterstützt das Attributfeld ein System bei der Unterstützung anspruchsvoller Anwendungsauslastungen, welche auf der Bewegung bzw. dem Transport und der Verarbeitung von Daten mit spezifischen Anforderungen oder anderen sich unterscheidenden Eigenschaften beruhen.
Zum Beispiel kann das Attributfeld die isochrone Datenbewegung zwischen Vorrichtungen unterstützen, wie diese von einigen in letzter Zeit entwickelten externen Bussen (z.B. IEEE 1394 und USB) verwendet werden. Derartige Datenbewegungsanforderungen müssen erhalten werden, wenn Daten durch den Hub-Link zwischen E/A-Vorrichtungen und dem CPU/Speicher-Subsystem fließen.
In alternativen Ausführungsbeispielen können zusätzliche Transaktionsattribute die Fähigkeit umfassen, zwischen "snooped" Verkehr, bei dem die Cache-Kohärenz durch Hardware erzwungen wird (d.h. einen Chipsatz) und "non-snooped" Verkehr zu unterscheiden, wobei letzterer auf Softwaremechanismen basiert, um eine Datenkohärenz in dem System zu gewährleisten. Ferner wäre ein weiteres mögliches Attribut ein Hinweis "ausdrücklich vorab erfassbar", um eine Form des Lesens des Caches zu unterstützen und eine effizientere Nutzung der Hauptspeicher-Bandbreite zu ermöglichen.
Regeln zur Reihenfolge
Die Transaktionsdeskriptoren können auch zur Unterstützung der Regeln zur Reihenfolge bzw. Anordnung zwischen über den Hub-Link übertragenen Transaktionen eingesetzt werden. In einem Ausführungsbeispiel werden zum Beispiel Transaktionen mit identischen Transaktionsdeskriptoren strikt nach Reihenfolge ausgeführt (d.h. die erste Transaktion wird zu erst behandelt).
Transaktionen mit dem gleichen Routing-Feld, jedoch unterschiedlichen Attributfeldern, können im Verhältnis zueinander neu angeordnet werden. In einem Ausführungsbeispiel müssen zum Beispiel isochrone Transaktionen nicht in strikter Reihenfolge in Bezug auf asynchrone Transaktionen geordnet werden.
In einem Ausführungsbeispiel der Hub-Link-Schnittstelle können Datenübertragungen darüber hinaus über Anforderungen hinaus fortschreiten, und zwar entweder in die gleiche Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung. Lesevollzüge, die in eine Richtung verlaufen, können Leseanforderungen vorbeilaufen lassen, die in die gleiche Richtung fließen. Und Schreibanforderungen können Leseanforderungen passieren lassen, die in die gleiche Richtung verlaufen.
In alternativen Ausführungsbeispielen können die Regeln für die Anordnung bzw. die Reihenfolge von Transaktionen, die über die Hub-Link-Schnittstelle verlaufen, jedoch gemäß dem Umfang der vorliegenden Erfindung variieren. In einem Ausführungsbeispiel implementiert der Hub-Link zum Beispiel die Regeln für die Anordnung, die in Peripheral Component Interconnect (PCI) (Revision 2.2) bereitgestellt werden, um den Verkehrsfluss über den Hub-Link in entgegengesetzte Richtungen zu bestimmen.
PROTOKOLLSCHICHT
In einem Ausführungsbeispiel verwendet der Hub-Link ein Protokoll auf Paketbasis mit zwei Arten von Paketen: Anforderung und Vollzug. Ein Anforderungspaket wird für jede Hub-Link-Transaktion verwendet. Vollzugspakete werden nach Bedarf eingesetzt, wie zum Beispiel zur Rückführung gelesener Daten oder zur Bestätigung der Ausführung (Vollzug) bestimmter Arten von Schreibtransaktionen (z.B. E/A-Schreibtransaktionen und Speicherschreibtransaktionen mit angefordertem Vollzug). Vollzugspakete sind ihren entsprechenden Anforderungspaketen über Transaktionsdeskriptoren und die Anordnung bzw. die Reihenfolge zugeordnet, wie dies vorstehend in dem Abschnitt über die Transaktionsschicht beschrieben worden ist.
Darüber hinaus verwendet die Hub-Link-Schnittstelle in einem Ausführungsbeispiel ein Arbitrierungsprotokoll, das symmetrisch ist und verteilt. Zum Beispiel steuert jeder Hub-Agent ein Anforderungssignal, das von dem anderen Agenten überwacht wird, der mit der gleichen Schnittstelle verbunden ist. Es wird kein Gewährungssignal eingesetzt, und Agenten bestimmen die Herrschaft über die Schnittstelle unabhängig.
In einem Ausführungsbeispiel wird ferner kein ausdrückliches Rahmensignal bzw. Framing-Signal eingesetzt. Es existiert ein impliziertes Verhältnis zwischen dem Arbitrierungsereignis, das einem Agenten die Herrschaft über die Schnittstelle verleiht und dem Beginn der Übertragung des Agenten. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können Framing-Signale eingesetzt werden, ohne dabei vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Das Ende der Paketübermittlung tritt auf, wenn ein Hub-Link-Agent, der die Herrschaft über die Schnittstelle besitzt (z.B. sich im Prozess der Übermittlung von Daten befindet), die Steuerung der Schnittstelle durch Deaktivierung eines Anforderungssignals freigibt. In einem Ausführungsbeispiel wird die Ablaufsteuerung darüber hinaus auch unter Verwendung eines Signals STOP (Stoppsignal) für einen neuen Versuch oder zur Trennung von Paketen erreicht, wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird.
Paketdefinition
In einem Ausführungsbeispiel des Hub-Link werden Daten mit einem Vielfachen der Rate (z.B. 1x, 4x, 8x) des Hub-Link-Takts (HLCK) übertragen, bei dem es sich in einem Ausführungsbeispiel um einen gemeinsamen Takt handelt, den die mit dem Hub-Link verbundenen Hub-Agenten gemeinsam nutzen.
Die Daten werden über einen Datensignalpfad (PD) des Hub-Link übertragen, der eine "Schnittstellenbreite" der gleichen Zweierpotenz (z.B. 8, 16, 24, 32) aufweist. Somit kann der Hub-Link unterschiedliche Datenübertragungs-Körnigkeiten (d.h. Übertragungsbreiten) aufweisen, abhängig von der Übertragungsrate und der Breite des Datensignalpfads. Zum Beispiel für den Fall einer Schnittstellenbreite von acht Bit in dem 4x Modus entspricht die Übertragungsbreite 32 Bits je HLCK. Durch Veränderung bzw. Anpassung der Übertragungsrate und/oder der Schnittstellenbreite des Datensignalpfads kann somit die Übertragungsbreite (d.h. die Anzahl der je HLCK übertragenen Bytes) skaliert werden.
In einem Ausführungsbeispiel können ferner Pakete größer sein als die Übertragungsbreiten. Somit werden die Pakete in mehreren Abschnitten übertragen (d.h. Paketbreiten). In einem Ausführungsbeispiel werden die Pakete in Paketbreiten aufgeteilt, welche die Größe von Doppelwörtern (32 Bits) aufweisen.
Für den Fall einer Übertragungsbreite von 32 Bits, werden die Bytes einer Paketbreite an der Schnittstelle beginnend mit dem wertniedrigsten Byte (Byte 0) präsentiert, wobei das werthöchste Byte (Byte 3) den Abschluss bildet, wie dies nachstehend in Tabelle 2 dargestellt ist. Für den Fall einer Übertragungsbreite von 64 Bits (z.B. eine Schnittstelle mit einer Breite von sechzehn Bit im 4x Modus) wird das wertniedrigste Doppelwort (Paketbreite) auf den unteren Bytes des Datensignals (z.B. PD[0:7]) übertragen, und das werthöhere Doppelwort wird parallel auf den oberen Bytes des Datensignals (z.B. PD[15:8]) übertragen. Die beiden Beispiele sind nachstehend in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: Byte-Übertragungsreihenfolge für Schnittstellenbreiten von 8 und 16 Bit
Die Protokollschicht der Hub-Link-Schnittstelle ist auch für das Begrenzen bzw. Rahmen der Daten verantwortlich. Dabei definieren die durch den Hub-Link implementierten Framing-Regeln, wie eine oder mehrere Paketbreiten auf eine Reihe von Übertragungsbreiten abgebildet werden. Zur Vereinfachung der Analyse bzw. des Parsing der Pakete in Paketbreiten, werden in einem Ausführungsbeispiel des Hub-Link die folgenden drei Begrenzungsregeln implementiert: ein Header-Abschnitt eines Pakets beginnt bei dem ersten Byte einer Übertragungsbreite; ein Datenabschnitt eines Pakets (sofern vorhanden) beginnt an dem ersten Byte einer Übertragungsbreite; und ein Paket belegt eine integrale Anzahl von Übertragungsbreiten.
Jede verfügbare Übertragungsbreite, die von einem Paket nicht eingesetzt wird, kann mit einem Übertragung eines Scheindoppelwortes (DW) gefüllt werden und wird von dem empfangenden Hub-Agenten ignoriert. In alternativen Ausführungsbeispielen können mehr, weniger und/oder andere Begrenzungsregeln gemäß dem Umfang der vorliegenden Erfindung durch den Hub-Link verwendet werden.
Die nachstehend aufgeführten Tabellen 3 und 4 veranschaulichen Beispiele für die vorstehend aufgeführten Begrenzungsregeln in Bezug auf den Fall einer 64-Bit-Übertragungsbreite. Tabelle 3: Anforderung unter Verwendung einer 32-Bit-Adressierung und mit drei Doppelwörtern an Daten
Tabelle 4: Anforderung unter Verwendung einer 64-Bit-Adressierung und mit drei Doppelwörtern an Daten
Anforderungspakete
Das Paket-Header-Format für Anforderungspakete gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in den Tabellen 5 und 6 dargestellt. In den Beispielen aus den Tabellen 5 und 6 entspricht der Basis-Header einem Doppelwort, wobei ein zusätzliches Doppelwort für die 32-Bit-Adressierung benötigt wird, und wobei zwei zusätzliche Doppelwörter für den 64-Bit- Adressierungsmodus benötigt werden. Die Felder der Header gemäß den Darstellungen in den Tabelle 5 und 6 werden anschließend an die Tabellen beschrieben.

In alternativen Ausführungsbeispielen des Hub-Link können die Felder in dem Header des Anforderungspakets variieren, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann der Header zusätzliche Felder, weniger Felder oder andere Felder an Stelle der nachstehend dargestellten Felder aufweisen. Ferner kann die Codierung der Felder ebenfalls variieren, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Tabelle 5: Anforderungspaket-Header-Format für 32-Bit-Adressierung

Tabelle 6: Anforderungspaket-Header-Format für 64-Bit-Adressierung

Transaktionsdeskriptor	Die Transaktionsdeskriptorfelder Routing und Attribut gemäß der vorstehenden Beschreibung.
rq/cp	Anforderungspakete sind an dieser Stelle mit '0' identifiziert; Vollzugspakete mit '1'.
r/w	Lesen ('0') oder Schreiben ('1'). Dieses Feld zeigt an, wenn Daten in einem Vollzug (Lesen) oder einer Anforderung (Schreiben) enthalten sind.
Adressierungsformat (af)	Das Adressierungsformat ist entweder impliziert ('0') oder 32/64 Bit ('1').
Sperre (lk)	Flagge zum Anzeigen, dass die Anforderung Teil einer gesperrten Sequenz ist. Bei Anforderungen und Vollzügen in einer gesperrten Sequenz ist dieses Bit gesetzt. Hub-Agenten, die eine Sperre nicht verstehen, ignorieren diese Flagge und füllen dieses Feld mit '0'.
Datenlänge (Data Length)	Die Datenlänge ist in Doppelwörtern angegeben, so codiert, dass die Anzahl der dargestellten Doppelwörter eins plus dieser Zahl entspricht. Somit stellt "000000" ein Doppelwort dar.
Raum (Space)	Dieses Feld wählt die Art des Zielraums für die Anforderung aus. In einem Ausführungsbeispiel zählen zu den möglichen Zielräumen Speicher ("00") und EA ("01").
1st DW BE	Bytefreigaben für das erste Doppelwort jeder Lese- oder Schreibanforderung an Speicher oder EA. Bytefreigaben sind aktiv niedrig. Wenn nur ein Doppelwort für eine Anforderung gegeben ist, wird dieses Bytefreigabefeld verwendet. In einem Ausführungsbeispiel ist es unzulässig, eine Speicher- oder EA-Leseoder Schreibanforderung auszugeben, wenn keine Bytes freigegeben sind.
Last DW BE	Bytefreigaben für das letzte Doppelwort jeder Lese- oder Schreibanforderung. Bytefreigaben sind aktiv niedrig. Wenn nur ein Doppelwort für eine Anforderung gegeben ist, muss dieses Feld inaktiv sein ("1111"). Bytefreigaben können nicht zusammenhängend sein (z.B. "0101"). Dieses Feld wird in Verbindung mit besonderen Zyklen nie verwendet, da es das Feld "Spezialzykluscodierung" überlappt.
Addr[31:2]	Die 32-Bit-Adresse wird wie bei PCI für die gleiche Zyklusart erzeugt. Dieses Doppelwort ist für die 32- und die 64-Bit-Adressierungsmodi enthalten (jedoch nicht für den implizierten Adressierungsmodus).
Erweiterte Adresse (ea)	Zeigt 32-Bit-Adressierung ('0') oder 64-Bit-Adressierung ('1') an.
Konfig.typ (ct)	Nur für Konfigurationszyklen wird dieses Bit verwendet, um den Konfigurationszyklustyp Typ 0 ('0') oder Typ 1 ('1') anzuzeigen. Da Konfigurationszyklen mit 32-Bit-Adressierung ausgeführt werden, wird dieses Bit überlappt von dem Bit "Erweiterte Adresse".
Addr[63:32]	Die oberen Adressbits für den 64-Bit-Adressierungsmodus. Dieses Doppelwort ist für den 64-Bit-Adressierungsmodus enthalten.

Vollzugspakete
Das Header-Format für ein Vollzugspaket gemäß einem Ausführungsbeispiel ist nachstehend in Tabelle 7 dargestellt. In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Header um ein Doppelwort. Die Felder der Header gemäß der Darstellung in Tabelle 8 werden im Anschluss an die Tabelle beschrieben.

In alternativen Ausführungsbeispielen des Hub-Link können die in dem Header für ein Vollzugspaket enthaltenen Felder jedoch variieren, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann der Header zusätzliche Felder, weniger Felder oder andere Felder an Stelle der beschriebenen und nachstehend dargestellten Felder aufweisen. Ferner kann die Codierung der Felder ebenfalls variieren, ohne dabei vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Tabelle 7: Header-Format für ein Vollzugspaket

Transaktionsdeskriptor	Die Transaktionsdeskriptorfelder Routing und Attribut gemäß der vorstehenden Beschreibung in dem Transaktionsabschnitt.
rq/cp	Vollzugspakete sind an dieser Stelle mit '1' identifiziert.
r/w	Lesen ('0') oder Schreiben ('1'). Dieses Feld zeigt an, wenn Daten in einem Vollzug (Lesen) oder einer Anforderung (Schreiben) enthalten sind.
Sperre (lk)	Flagge zum Anzeigen, dass die Ausführung Teil einer gesperrten Sequenz ist. Bei Anforderungen und Vollzügen in einer gesperrten Sequenz ist dieses Bit gesetzt. Agenten, die eine Sperre nicht verstehen, ignorieren diese Flagge und füllen dieses Feld mit '0'.
Datenlänge (Data Length)	Die Datenlänge ist in Doppelwörtern angegeben, so codiert, dass die Anzahl der dargestellten Doppelwörter eins plus dieser Zahl entspricht. Somit stellt "000000" ein Doppelwort dar.
Ausführungsstatus	Zeigt Ausführungsstatus unter Verwendung vorbestimmter Werte an.
Reserviert	Alle reservierten Bits sind auf '0' gesetzt.

In einem Ausführungsbeispiel des Hub-Link können Ausführungen bzw. Vollzüge für Speicherleseoperationen weniger als die vollständige angeforderte Datenmenge bereitstellen, solange die vollständige Anforderung letztlich ausgeführt wird. In ähnlicher Weise können Vollzüge für Speicherschreiboperationen anzeigen, dass weniger als die ganze Anforderung ausgeführt worden ist. Dies kann vorgenommen werden, um eine bestimmte Hub-Link-Schnittstellenlatenzanforderung für eine bestimmte Plattform zu erfüllen.
Für eine Anforderung, welche einen Vollzug erfordert, verwaltet der Initiator in einem Ausführungsbeispiel darüber hinaus Informationen über die Anforderung, die in einem Puffer des einleitenden Hub-Agenten gespeichert werden können. Zum Beispiel können diese Informationen den Transaktionsdeskriptor, die Größe des Pakets, den Sperrstatus, Routing-Informationen, etc. aufweisen. Beim Empfang des Vollzugs bzw. der Vollzüge passt der Initiator ferner den Vollzug bzw. die Vollzüge an die entsprechende Anforderung an. Für den Fall mehrerer Vollzüge akkumuliert der Initiator einen Zählwert der für die ursprüngliche Anforderung ausgeführten Daten, bis die ursprüngliche Anforderung vollständig ausgeführt ist.
Schnittstellen-Arbitrierung und Paketbegrenzung
Wenn in einem Ausführungsbeispiel der Hub-Schnittstelle sich die Schnittstelle im Ruhezustand befindet, so gilt die Geltendmachung bzw. Aktivierung von einem mit der Schnittstelle verbundenen Hub-Agenten als ein Arbitrierungsereignis. Der erste Agent, der eine Anforderung stellt, gewinnt die Herrschaft über die Schnittstelle. Wenn der Agent die Herrschaft gleichzeitig zu dem Zustand anfordert, wenn der Hub-Link sich im Ruhezustand befindet, so ist der zuletzt behandelte Hub-Agent erfolgreich. In einem Ausführungsbeispiel verfolgen alle Hub-Agenten den zuletzt behandelten Status bzw. Zustand (z.B. über eine Statusflagge eines internen Registers). In einem alternativen Ausführungsbeispiel können alternative Arbitrierungsroutinen gemäß dem Umfang der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Nachdem ein Hub-Agent die Herrschaft über die Schnittstelle errungen hat, beherrscht er die Schnittstelle, bis die Transaktion ausgeführt ist oder bis eine zugewiesene zeitliche Bandbreite abgelaufen ist. In einem Ausführungsbeispiel ist zum Beispiel in jedem Hub-Agenten ein Zeitscheibenzähler bereitgestellt, um die Bandbreitenzuordnung zu steuern bzw. zu regeln und um die Dauer der Herrschaft über eine Schnittstelle für einen Agenten zu begrenzen. Die einem Hub-Agenten zugeordnete Zeit (d.h. der Zeitscheibenwert) kann für die Hub-Link-Agenten, die mit der gleichen Schnittstelle verbunden sind, unterschiedlich oder gleich sein. Der Zeitscheibenzähler startet mit dem Erlangen der Herrschaft über die Schnittstelle und zählt Hub-Link-Basistaktperioden.
In einem Ausführungsbeispiel ist jeder Hub-Agent dafür zuständig, seine eigene Zeitscheibenzuordnung zu verwalten. In einem Ausführungsbeispiel kann diesbezüglich ein Zeitscheibenwert über ein Hub-Link-Befehlsregister für jede Schnittstelle in jedem Hub-Agenten programmiert werden.
Die Abbildung aus 5 veranschaulicht ein Beispiel für die Arbitrierung für die Hub-Link-Schnittstelle zwischen dem Hub-Agenten A und dem Agenten B sowie für die Übertragung von zwei Paketen. Das Beispiel veranschaulicht die Arbitrierung aus einem ruhenden Schnittstellenzustand bzw. Wartezustand, wobei die Schnittstelle danach in den Ruhezustand zurückkehrt. In dem veranschaulichten Beispiel verwendet die Schnittstelle ferner einen 4x-Datenübertragungsmodus mit einem Datensignalpfad (PD) von acht Bit. Der Agent A ist in dem in der Abbildung aus 5 veranschaulichten Beispiel der zuletzt behandelte (MRS) Agent. Folglich aktiviert der Agent A sein externes Anforderungssignal (RQA) und tastet den Zustand des Anforderungssignals des Agenten B (RQB) an der Taktflanke 1 (die inaktiv dargestellt ist) ab, bevor die Paketübermittlung von der gleichen Flanke beginnt.
In einem Ausführungsbeispiel ist eine Verzögerung um zwei Takte gegeben, bevor die übermittelten Daten (d.h. Daten von dem Agenten A) in dem Empfänger (d.h. Agent B) zur Verfügung stehen, beginnend mit der Taktflanke 3. Das erste Paket besteht aus zwei Doppelwörtern 502 und 504 und erfordert zwei Basis- bzw. Grundtakte für die Übermittlung in dem 4x Modus. Das zweite Paket weist drei Doppelwörter 506, 508 und 510 auf und erfordert somit drei Basistakte in dem 4x Modus.
Flusssteuerung
In einem Ausführungsbeispiel können Pakete durch einen empfangenden Agenten wiederholt oder getrennt werden aufgrund des Fehlens von Anforderungswarteschlangenplatz, Datenpufferplatz sowie aus anderen Gründen. In einem Ausführungsbeispiel wird die Flusssteuerung unter Verwendung eines Signals STOP erreicht.
Die Abbildung aus 6 veranschaulicht ein Beispiel des Einsatzes des Signals STOP. Gemäß der Darstellung aktiviert der Agent A sein externes Anforderungssignal (RQA) und tastet den Zustand des Anforderungssignals (RQB) des Agenten B an der Taktflanke 1 (die inaktiv dargestellt ist) ab, bevor die Paketübermittlung von der gleichen Flanke (z.B. der Taktflanke 1) einsetzt.
Nach einer Verzögerung um zwei Takte stehen die von dem Agenten A übermittelten Daten in dem Empfänger an dem Agenten B zur Verfügung, beginnend von der Taktflanke 3. In einem Ausführungsbeispiel besteht nach dem Empfang der von dem Agenten A übermittelten Daten die erste Möglichkeit für den Agenten B, die Flusssteuerung einzuleiten, indem das Signal STOP geltend gemacht wird, wie dies in der Abbildung aus 6 dargestellt ist, an der Taktflanke 4.
Wenn ferner die Herrschaft über das PD-Signal ferner von einem Hub-Agenten zu einem anderen Agenten wechselt, wird auch die Herrschaft über das Signal STOP nach einer vorbestimmten Anzahl von Takten ausgetauscht. In einem Ausführungsbeispiel wird das Signal STOP ferner bei den Basistakten abgetastet, was der letztendlichen Übertragung einer Paketbreite entspricht. Zum Beispiel in einem 4x Modus (unter Verwendung eines PD-Signals mit einer Breite von acht Bit) wird das Signal STOP bei jedem Basistakt abgetastet. In Bezug auf einen 1x Modus wird das Signal STOP jedoch bei jedem vierten Takt abgetastet (wobei der Anfang einer Transaktion als ein Referenzpunkt verwendet wird).
Nach dem Empfang eines Signals STOP, bestimmt der Hub-Agent, der das Signal STOP empfängt, ob er das Senden weiterer Pakete wiederholen soll. Die Abbildung aus 7 zeigt ein Flussdiagramm der Schritte, die ein Hub-Agent während der Bestimmung ausführt, ob er nach dem Empfang eines Signals STOP gemäß einem Ausführungsbeispiel das Senden eines Pakets wiederholen soll.
In dem Schritt 702 empfängt ein Hub-Agent, der gerade Pakete übermittelt, ein Signal STOP. Als Reaktion darauf bestimmt der Hub-Agent, der das Signal STOP empfangt, in dem Schritt 704, ob der andere Agent (der das Signal STOP aktiviert hat), die Herrschaft über die Schnittstelle anfordert, indem das Anforderungssignal (z.B. RQB) der anderen Hub-Agenten abgetastet wird.
Wenn der Empfänger des Signals STOP bestimmt, dass der Agent, der das Signal STOP gesendet hat, nicht die Herrschaft bzw. Kontrolle über die Schnittstelle anfordert, so kann in dem Schritt 706 der aktuelle Eigentümer der Schnittstelle versuche, nach der Wiederherstellung nach dem STOP ein Paket zu übermitteln. Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Agent, der das Signal STOP aktiviert hat, die Kontrolle anfordert, bestimmt in dem Schritt 708 der aktuelle Eigentümer, ob dessen Zeitscheibe bzw. Zeitschlitz abgelaufen ist.
Wenn die Zeitscheibe für den aktuellen Eigentümer bzw. Herrscher über die Schnittstelle abgelaufen ist, gibt der aktuelle Eigentümer in dem Schritt 710 die Kontrolle frei. Wenn die Zeitscheibe für den aktuellen Eigentümer noch nicht abgelaufen ist, kann der aktuelle Eigentümer ein Paket mit einem Attribut übermitteln, das sich von dem unterbrochenen Paket unterscheidet. Im Besonderen bestimmt der aktuelle Eigentümer in dem Schritt 712, ob er ein Paket mit einem Attributtyp aufweist, das sich von allen anderen Paketen unterscheidet, die in der aktuellen Arbitrierungssitzung wiederholt worden sind (d.h. dem Zeitraum der Verweildauer des aktuellen Eigentümers), das übermittelt werden soll.
Wenn der aktuelle Eigentümer ei Paket mit einem anderen Attribut aufweist, kann der aktuelle Eigentümer in dem Schritt 714 versuchen, das Paket zu übermitteln. Ansonsten gibt der aktuelle Eigentümer die Kontrolle über die Schnittstelle frei.
PHYSIKALISCHE SCHNITTSTELLE
In einem Ausführungsbeispiel implementiert die Hub-Link-Schnittstelle eine physikalische Schnittstelle, die mit einer Grundfrequenz von 66 MHz oder 100 MHz arbeitet. Andere Frequenzen können ebenfalls verwendet werden. Darüber hinaus verwendet die physikalische Schnittstelle in einem Ausführungsbeispiel eine quellensynchrone (SS) Datenübertragungstechnik, die Vierfachtaktung aufweisen kann, um Daten mit dem vierfachen Takt des Basis-Hub-Link-Takts zu übertragen. In einem Ausführungsbeispiel mit einer 8-Bit-Datenschnittstelle (z.B. PD), die mit einer Basisfrequenz von 66 MHz oder 100 MHz arbeitet, kann somit entsprechend eine Bandbreite von 266 Megabyte pro Sekunde (MB/Sek.) oder 400 MB/Sek. erreicht werden.
In einem Ausführungsbeispiel unterstützt die Hub-Link-Schnittstelle ferner einen Spannungsbetrieb von 1,8 V und basiert auf einem Signalisierungsverfahren der CMOS-Technik (Komplementär-Metalloxid-Halbleiter). In alternativen Ausführungsbeispielen kann die Schnittstelle aber auch auf alternativen Frequenzen und/oder Datenschnittstellen anderer Größen arbeiten bzw. betrieben werden, so dass unterschiedliche Bandbreiten bereitgestellt und alternative Betriebsspannungen unterstützt werden, auf der Basis einer alternativen Signalverarbeitung, ohne dabei vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Externe Signaldefinition
Die Abbildung aus 8 veranschaulicht eine physikalische Signalschnittstelle des Hub-Links zwischen zwei Hub-Agenten gemäß einem Ausführungsbeispiel. Wie dies in der Abbildung aus 8 dargestellt ist, verwendet die physikalische Schnittstelle des Hub-Link einen bidirektionalen 8-Bit-Datenbus (PD[7:0]) mit einem sich unterscheidenden Paar von quellensynchronen Strobe-Signalen (PSTRBN, PSTRBP) für die Datentaktung. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Schnittstelle breiter gestaltet werden. Wie dies in der Abbildung aus 8 dargestellt ist, kann zum Beispiel ein zusätzlicher 8-Bit-Datenbus (PD[15:8]) ebenfalls in Verbindung mit einem zusätzlichen Paar von quellensynchronen Strobe-Signalen (PUSTRBN, PUSTRBP) eingesetzt werden. Ferner können in einem alternativen Ausführungsbeispiel unidirektionale Signale verwendet werden.
Darüber hinaus verbindet ein unidirektionales Arbitrierungssignal jeden Agenten mit dem anderen (RQa, RQb), und ein bidirektionales Signal STOP wird von dem empfangenden Agenten eingesetzt, um den Datenfluss zu steuern, wie dies vorstehend im Text beschrieben worden ist. Zu weiteren Schnittstellensignalen zählen Systemrückstellung (Reset), gemeinsamer Takt (HLCLK) und Spannungsreferenzsignale (HLVREF). Ebenfalls enthalten sind ferner Signale für jeden Hub-Agenten (ZCOMP) zur Anpassung dessen Treiberausgangsimpedanz an den entsprechenden Wert, um Fertigungs- und Temperaturschwankungen zu kompensieren.

Die physikalischen Signale, die in der Schnittstelle aus 89 dargestellt sind, werden im Anschluss in Tabelle 8 näher beschrieben. In alternativen Ausführungsbeispielen des Hub-Link können die in der physikalischen Schnittstelle enthaltenen Signale variieren, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann die physikalische Schnittstelle mehr, weniger oder andere Signale als die Signale aus der Abbildung aus 8, die im Anschluss in Tabelle 8 beschrieben sind aufweisen. Tabelle 8: Hub-Link-Schnittstellensignale für 8-Bit-Agenten

Name	Bits (Anschluss -flächen)	Typ	Taktmodus	Beschreibung
PD[7:0]	8	ASTS¹	SS²	Paketdatenstifte. Die Datenschnittstelle wird in einem Ausführungsbeispiel, wenn sie sich im Wartezustand befindet, durch aktive Erhaltungseinrichtungen mindestens auf dem Spannungswert gehalten, auf den Sie gesteuert worden ist.
PSTRBP	1	ASTS	SS	Der negative PD-Schnittstellen-Strobe (Standardspannungswert = VSSHL) und der positive PD-Schnittstellen-Strobe (Spannungswert im Ruhezustand = VCCHL) stellen gemeinsam eine Taktung für die 4X und 1X Datenübertragung an der PD[7:0] Schnittstelle bereit. Der Agent, der Daten bereitstellt, steuert das Signal PSTRBN und PSTRBP sollten vollständig unterschiedlich an dem Empfänger gemessen werden.
PSTRBN	1	ASTS	SS	Positiver PD-Schnittstellen-Strobe, siehe Beschreibung von PSTRBP oben.
RQa	1	E/A	CC³	Aktiv hohe Anforderung von Agenten A (Ausgabe von A, Eingabe in B) zum Erhalt der Kontrolle über die Hub-Link-Schnittstelle. RQa wird aktiviert, wenn dem Agenten A Daten zum Senden zur Verfügung stehen, und RQa wird deaktiviert, wenn entweder alle Daten des Agenten A gesendet worden sind oder der Agent A bestimmt, dass er die Schnittstelle freigeben sollte. Der Rückstellspannungswert entspricht VSSHL.
RQb	1	E/A	CC	Anforderung von Agent 13 (Ausgabe von B, Eingabe in A). Siehe Beschreibung oben von RQa.
STOP	1	ASTS	CC	Eingesetzt für die Pipeline-Verarbeitung der Flusssteuerung zum Wiederholen oder Trennen von Paketen.
HLCLK	1	1	-	Hub-Link-Basistakt, in einem Ausführungsbeispiel entweder 66 MHz oder 100 MHz. Dies stellt Taktinformationen für die gemeinsamen Taktsignale bereit (nachstehend im Text näher beschrieben).
RESET#	1	1	CC	Aktiv niedrige Rückstellanzeige an Hub-Link-Agenten⁴.
HLVREF	1	1	-	Spannungsreferenz (VCCHL/2) für unterschiedliche Eingaben. In einem Ausführungsbeispiel wird die Spannung auf der Hauptplatine durch einen Spannungsteiler erzeugt.
HLZCOMP	1	E/A	-	Stellt die Impedanzkompensation bereit.
VCCHL	4	Leist.	-	1,8 V
VSSHL	4	Erd.	-
Insgesamt:	25

¹ASTS = Aktiv erhaltener Dreizustand
²SS = Quellensynchrones Modussignal
³CC = Gemeinamer Taktmodussignal
⁴In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei Reset um ein systemweites Signal; es ist eine Ausgabe einer Komponente des Systems und eine Eingabe in die andere(n) Komponente(n). Ferner ist Reset asynchron in Bezug auf HLCLK.

Betrieb im Übertragungsmodus gemeinsamer Takt
In einem Ausführungsbeispiel werden zahlreiche der über die Hub-Link-Schnittstelle übertragenen Signale gemäß einem gemeinsamen Taktmodus übertragen. Im Besonderen steht die Taktung der Signale, die über den gemeinsamen Taktmodus übertragen werden, im Verhältnis zu einem einzelnen Takt (z.B. dem Hub Link-Takt). In alternativen Ausführungsbeispielen können die Signale mit einem Systemtakt gekoppelt werden, der außerhalb der Hub-Link-Agenten liegt. Ferner können mehr als ein Hub-Link-Segment vorhanden sein, wobei in diesem Fall unterschiedliche Basistakte für die verschiedenen Segmente eingesetzt werden können. Zum Beispiel kann eine Komponente sowohl eine 66 MHz Basis-Hub-Link-Schnittstelle als auch eine 100 MHz Basis-Hub-Link-Schnittstelle implementieren.
Betrieb im quellensynchronen Übertragungsmodus
In einem Ausführungsbeispiel werden die Pakete/Daten unter Verwendung eines quellensynchronen Taktmodus übermittelt, der eine Technik zur Multiplikation der Datenübertragungsrate bereitstellt. In einem Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines 4x quellensynchronen Taktmodus mit einem 8-Bit-Datensignalpfad, erfordert die Übermittlung eines Doppelwortes (d.h. vier Byte) nur einen Hub-Link-Taktzyklus (HLCK). Alternativ würde die Übermittlung eines Doppelwortes unter Verwendung eines 1X quellensynchronen Taktmodus auf einem 8-Bit-Datensignalpfad einen vollständigen Hub-Link-Taktzyklus für die vollständige Ausführung erfordern.
Im Besonderen werden in einem Ausführungsbeispiel der quellensynchronen Übermittlung Strobes (z.B. PSTRBN/PSTRBP) mit einer Datenübermittlung gemäß einem vorbestimmten Taktverhältnis zwischen den Strobes und den Daten gesendet. Die Strobes werden danach von dem empfangenden Hub-Agenten zur Verriegelung der Daten in dem empfangenden Hub-Agenten verwendet.
Im Besonderen werden in einem Ausführungsbeispiel die Flanken der Strobes PSTRBP/S'PSTRBN von dem empfangenden Hub-Agenten eingesetzt, um die Gegenwart und Taktung der über die Datensignalpfade übertragenen Daten zu identifizieren. Wie dies zum Beispiel in dem Taktdiagramm aus 9 veranschaulicht ist, entspricht in einem Ausführungsbeispiel eine erste Datenübertragung der Anstiegsflanke von PSTRBP und der abfallenden Flanke von PSTRBN. Eine zweite Datenübertragung entspricht der Anstiegsflanke von PSTRBN und der abfallenden Flanke von PSTRBP.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in der Abbildung aus 9 dargestellt ist, sind die Sendeflanken der Strobes PSTRBP/PRSTRBN ferner nahe der Mitte des Fensters gültiger Daten positioniert. Folglich wird für den empfangenden Agenten ein Eingangsdaten-Abtastfenster vorgesehen, um verschiedene Laufzeitunterschiede der Systemtaktung zu berücksichtigen. In einem Ausführungsbeispiel werden ferner eine Flanke für mindestens gültige Daten vor dem Strobe (tDvb) und eine Flanke für mindestens gültige Daten nach dem Strobe (tDva) ebenfalls von dem empfangenden Hub-Agenten verwendet, um die übermittelten Daten zu identifizieren und zu verriegeln bzw. zwischenzuspeichern. Nachdem der empfangende Hub-Agent die eingehenden Daten verriegelt hat, werden die Daten einen kurzen Zeitraum lang gehalten, um die Daten neu mit dem Hub-Link-Takt (HLCK) zu synchronisieren, bevor sie weiter in dem Hub-Agenten geleitet werden.
In der vorstehenden Patentschrift wurde die vorliegende Erfindung in Bezug auf bestimmte exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es ist jedoch ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen diesbezüglich vorgenommen werden können, ohne dabei vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann die Hub-Link-Schnittstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Computersystem mit mehreren Prozessoren implementiert werden, wie dies in der Abbildung aus 10 veranschaulicht ist. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen somit Zwecken der Veranschaulichung und haben keine einschränkende Funktion.

Claims

Schnittstelle (202), die so angeordnet ist, dass sie Daten direkt zwischen einem Memory Controller Hub (204) und einem E/A-Hub (206) in einem Computersystem überträgt, gekennzeichnet durch: einen Datensignalpfad zur Übermittlung von Daten in Paketen über Split-Transaktionen; eine Reihe von Befehlssignalen, wobei die genannte Schnittstelle eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen dem genannten Memory Controller Hub und dem genannten E/A-Hub bereitstellt, exklusive eines externen Busses, der direkt mit der Schnittstelle verbunden ist; und ein Paket-basiertes Split-Transaktionsprotokoll, das so angeordnet ist, dass es Anforderungs- und Vollzugspakete nach einer Arbitrierung sendet, einschließlich Vollzugspaketen.
Schnittstelle nach Anspruch 1, wobei der genannte Memory Controller Hub und der E/A-Hub in dem genannten Computersystem Komponenten in einem Chipsatz darstellen.
Schnittstelle nach Anspruch 1, wobei diese ferner folgendes umfasst: eine Reihe von Datensignalen und ein Paar von quellensynchronen Strobe-Signalen, wobei die genannten Datensignale Daten in Paketen über Split-Transaktionen übertragen können, wobei die genannten Pakete ein Anforderungspaket und ein Vollzugspaket aufweisen, wobei das genannte Anforderungspaket einen Transaktionsdeskriptor aufweist; und wobei die Reihe von Befehlssignalen ein unidirektionales Arbitrierungssignal und ein gemeinsames Taktsignal aufweist.
Schnittstelle nach Anspruch 1, wobei eine erste Transaktion an der genannten Schnittstelle mit einem Anforderungspaket (304) eingeleitet wird, nach einer Arbitrierung (302) in Bezug auf den Besitz der genannten Schnittstelle (202).
Schnittstelle nach Anspruch 4, wobei das genannte Anforderungspaket einen Transaktionsdeskriptor aufweist.
Schnittstelle nach Anspruch 4, wobei ein Vollzugspaket an der genannten Schnittstelle (202) als Reaktion auf das genannte Anforderungspaket (304) der genannten ersten Transaktion übermittelt wird.
Schnittstelle nach Anspruch 6, wobei das genannte Anforderungspaket (304) einen Transaktionsdeskriptor aufweist, und wobei das genannte Vollzugspaket (308) einen entsprechenden Transaktionsdeskriptor aufweist.
Schnittstelle nach Anspruch 6, wobei ein Anforderungspaket für eine zweite Transaktion über die genannte Schnittstelle übertragen werden kann, bevor das genannte Vollzugspaket als Reaktion auf das Anforderungspaket der genannten ersten Transaktion übermittelt wird.
Schnittstelle nach Anspruch 9, wobei der genannte Memory Controller Hub (204) so angeordnet ist, dass er einen Prozessor (208) und eine Speichervorrichtung (210) miteinander verbindet.
Schnittstelle nach Anspruch 9, wobei der genannte E/A-Hub (206) so angeordnet ist, dass er periphere Komponenten (218, 220, 222, 224) in dem Computersystem miteinander verbindet.
Schnittstelle nach Anspruch 1, wobei der genannte Datensignalpfad skalierbar ist.
Schnittstelle nach Anspruch 11, wobei Pakete über den genannten Datensignalpfad über einen quellensynchronen Taktmodus übermittelt werden.
Schnittstelle nach Anspruch 12, wobei die genannte Schnittstelle eine Reihe bidirektionaler Datensignale, ein erstes und zweites quellensynchrones Strobe-Signal, ein undirektionales Arbitrierungssignal und ein bidirektionales Stoppsignal aufweist.
Schnittstelle nach Anspruch 13, wobei die genannte Schnittstelle ferner ein System-Rückstellsignal, ein gemeinsames Taktsignal und ein Spannungsreferenzsignal aufweist.
Schnittstelle nach Anspruch 7, wobei die genannten Transaktionsdeskriptoren separate Hubs in einer Hierarchie mehrerer Schnittstellen zwischen mindestens drei Hubs identifizieren.
Schnittstelle nach Anspruch 6, wobei das genannte Anforderungspaket ein Feld aufweist, das anzeigt, wenn ein Vollzugspaket als Reaktion auf das entsprechende Anforderungspaket erforderlich ist.
Schnittstelle nach Anspruch 4, wobei die Arbitrierung zwischen den genannten Hubs symmetrisch und verteilt ist.
Schnittstelle nach Anspruch 4, wobei einem Hub der Besitz der genannten Schnittstelle bis zu einem vorbestimmten Zeitraum zugeteilt wird.
Schnittstelle nach Anspruch 1, wobei der Datensignalpfad folgendes umfasst: eine erste Einrichtung zur Übermittlung von Daten zwischen dem genannten Memory Controller Hub und dem genannten E/A-Hub in Paketen über Split-Transaktionen; und eine zweite Einrichtung zur Übermittlung der Reihe von Befehlssignalen.
Schnittstelle nach Anspruch 19, wobei die genannten Memory Controller und E/A-Hubs in dem genannten Computersystem Komponenten in einem Chipsatz darstellen.
Schnittstelle nach Anspruch 3, wobei der Ein-Ausgabe-Hub (E/A-Hub) ein Hub eines Chipsatzes in einem Computersystem ist, wobei die genannte Schnittstelle folgendes umfasst: einen bidirektionalen Datensignalpfad und ein Paar quellensynchroner Strobe-Signale, wobei der genannte Datensignalpfad Daten in Paketen über Split-Transaktionen übertragen kann, wobei die genannten Pakete ein Anforderungspaket und ein Vollzugspaket aufweisen, wobei das genannte Anforderungspaket einen Transaktionsdeskriptor aufweist; und eine Reihe von Befehlssignalen, die ferner ein bidirektionales Stoppsignal, ein System-Rückstellsignal und ein Spannungsreferenzsignal aufweisen.