JP2011096172A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置、さらにはそれにおける回路ブロック間のインターコネクト技術に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and further to an interconnect technology between circuit blocks in the semiconductor device.
電子回路の構成要素同士を互いに接続する技術をインターコネクト(相互接続)技術という。このインターコネクト技術には、半導体チップ上の回路ブロック同士の接続に向けた技術も含まれる。一つの半導体チップに多数の機能を搭載する技術をシステム・オン・チップ(SoC)という。このSoCでは、半導体チップ上に作り込む回路ブロック間のインターコネクトによってシステム全体の処理性能が決まってしまうことが少なくない。従ってSoCの設計においては、回路ブロック間のインターコネクトをどのように設計するかが極めて重要とされる。インターコネクトはパラレルからシリアルへと進化しており、PCI ExpressやSATA(Serial Advanced Technology Attachment)など、数GHzで動作する1−16ビットのシリアルインターコネクトが業界標準として広く用いられている。 A technology for connecting electronic circuit components to each other is called an interconnect technology. This interconnect technology includes a technology for connecting circuit blocks on a semiconductor chip. A technology for mounting many functions on one semiconductor chip is called a system-on-chip (SoC). In this SoC, the processing performance of the entire system is often determined by the interconnection between circuit blocks built on a semiconductor chip. Therefore, in designing the SoC, it is extremely important how to design an interconnect between circuit blocks. Interconnects have evolved from parallel to serial, and 1-16 bit serial interconnects operating at several GHz, such as PCI Express and Serial Advanced Technology Attachment (SATA), are widely used as industry standards.
特許文献1には、バス調停要求とバス調停の応答の二つを高速に動作させ、データ/アドレス用を低速に動作させるようにした技術や、優先度付きのバス調停要求を高速に扱うための技術が記載されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-133867 discloses a technique for operating a bus arbitration request and a bus arbitration response at high speed and operating data / address at a low speed, and for handling a bus arbitration request with priority at high speed. The technology is described.
従来のシリアルインタコネクトによれば、同時に複数のマスタから一つのスレーブに対して同時にアクセスアクセスが発生したときの調停が困難である。例えばPCI ExpressやSATAでは、1対1のインターコネクトであるから、複数のマスタやスレーブを接続する場合には、複数のインターコネクトを有する「ハブ」を介在させる必要がある。ハブは、これらのインタフェースから受信したパケットを一旦取り込んでから再送信するため、パケットの通過に要する時間が長い。また、受信したパケットを格納するための大容量のバッファが必要となることから製造コストの低減が困難とされる。尚、このような課題は、特許文献1では考慮されていない。
According to the conventional serial interconnect, it is difficult to arbitrate when a plurality of masters simultaneously access to one slave simultaneously. For example, PCI Express and SATA are one-to-one interconnects. Therefore, when connecting a plurality of masters and slaves, it is necessary to interpose a “hub” having a plurality of interconnects. Since the hub once captures the packets received from these interfaces and retransmits them, it takes a long time to pass the packets. In addition, since a large-capacity buffer for storing received packets is required, it is difficult to reduce manufacturing costs. Such a problem is not taken into consideration in
本発明の目的は、複数のマスタやスレーブを接続する場合のインターコネクトを低レイテンシ及び低コストで実現するための技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique for realizing an interconnect for connecting a plurality of masters and slaves with low latency and low cost.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。 The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
すなわち、複数の送信側回路と、上記送信側回路の出力データを受信する受信側回路と、上記送信側回路と上記受信側回路との間に介在された転送系回路とを含んで半導体装置が構成される。このとき、上記転送系回路は、上記送信側回路から上記受信側回路へのデータ転送に使用される第1インタフェースと、上記複数の送信側回路からのデータ転送の競合を調停するための信号の伝達に使用される第2インタフェースとを含む。上記第1インタフェースは、上記送信側回路からのパラレル形式のデータをシリアル形式に変換するパラレル・シリアル変換回路を含み、且つ、上記パラレル・シリアル変換回路の出力データの転送速度は、上記第2インタフェースにおける信号伝達速度に比べて高速に設定される。上記第2インタフェースは、上記送信側回路からパラレル形式で出力される信号に基づいて上記複数の送信側回路からのデータ転送の競合を調停するアービタを含む。 That is, a semiconductor device includes a plurality of transmission side circuits, a reception side circuit that receives output data of the transmission side circuit, and a transfer system circuit interposed between the transmission side circuit and the reception side circuit. Composed. At this time, the transfer system circuit uses a first interface used for data transfer from the transmission side circuit to the reception side circuit, and a signal for arbitrating competition of data transfer from the plurality of transmission side circuits. And a second interface used for transmission. The first interface includes a parallel / serial conversion circuit that converts parallel data from the transmission side circuit into a serial format, and the transfer rate of output data of the parallel / serial conversion circuit is the second interface. It is set to be higher than the signal transmission speed in. The second interface includes an arbiter that arbitrates contention of data transfer from the plurality of transmission side circuits based on a signal output in parallel form from the transmission side circuit.
上記の構成によれば、上記第1インタフェースにより、多量の情報を送信側回路から受信側回路に転送することができるので、送信側回路から受信側回路への通信において低レイテンシ及び高スループットを実現することができる。また上記の構成によれば、受信したパケットを格納するための大容量のバッファが不要となり、このことが、半導体装置のコストの低下を達成する。 According to the above configuration, since a large amount of information can be transferred from the transmission side circuit to the reception side circuit by the first interface, low latency and high throughput are realized in communication from the transmission side circuit to the reception side circuit. can do. Further, according to the above configuration, a large-capacity buffer for storing received packets becomes unnecessary, which achieves a reduction in the cost of the semiconductor device.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、複数のマスタやスレーブを接続する場合のインターコネクトを低レイテンシ及び低コストで実現するための技術を提供することができる。 In other words, it is possible to provide a technique for realizing an interconnect for connecting a plurality of masters and slaves with low latency and low cost.
1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. Reference numerals in the drawings referred to in parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.
〔1〕本発明の代表的な実施の形態に係る半導体装置(10)は、複数の送信側回路(11,12)と、上記送信側回路の出力データを受信する受信側回路(14,15)と、上記送信側回路と上記受信側回路との間に介在された転送系回路(13)とを含む。このとき、上記転送系回路は、データ転送に使用される第1インタフェース(201,301)と、上記複数の送信側回路からのデータ転送の競合を調停するための信号の伝達に使用される第2インタフェース(202,302)とを含む。上記第1インタフェースは、上記送信側回路からのパラレル形式のデータをシリアル形式に変換するパラレル・シリアル変換回路(132,142,152,162)を含み、且つ、上記パラレル・シリアル変換回路の出力データの転送速度は、上記第2インタフェースにおける信号伝達速度に比べて高速に設定される。上記第2インタフェースは、上記送信側回路からパラレル形式で出力される信号に基づいて上記複数の送信側回路からのデータ転送の競合を調停するアービタ(133,143,153,163)を含む。 [1] A semiconductor device (10) according to a typical embodiment of the present invention includes a plurality of transmission side circuits (11, 12) and reception side circuits (14, 15) that receive output data of the transmission side circuit. And a transfer system circuit (13) interposed between the transmission side circuit and the reception side circuit. At this time, the transfer system circuit uses a first interface (201, 301) used for data transfer and a signal used for arbitrating data transfer contention from the plurality of transmission side circuits. 2 interfaces (202, 302). The first interface includes a parallel / serial conversion circuit (132, 142, 152, 162) for converting parallel format data from the transmission side circuit into a serial format, and output data of the parallel / serial conversion circuit. The transfer speed is set to be higher than the signal transmission speed in the second interface. The second interface includes an arbiter (133, 143, 153, 163) that arbitrates contention of data transfer from the plurality of transmission side circuits based on a signal output in parallel form from the transmission side circuit.
〔2〕上記〔1〕において、上記パラレル・シリアル変換回路の出力信号を選択的に後段回路に伝達するためのセレクタ(134,145,154,164)と、上記セレクタの後段に配置され、上記セレクタの出力信号の波形整形を行うリピータ(135,145,155,165)とを設けることができる。 [2] In the above [1], a selector (134, 145, 154, 164) for selectively transmitting an output signal of the parallel-serial conversion circuit to a subsequent circuit, and a subsequent stage of the selector, Repeaters (135, 145, 155, 165) for shaping the waveform of the output signal of the selector can be provided.
〔3〕上記〔2〕において、上記パラレル・シリアル変換回路は、上記パラレル形式のデータを順次選択することでシリアル形式の情報伝達信号を形成する選択回路(132F)と、上記選択回路の選択動作を制御可能な制御信号を形成するフリップフロップ回路(132D)とを設けることができる。 [3] In the above [2], the parallel-serial conversion circuit is configured to select the parallel-format data sequentially to form a serial-format information transmission signal (132F), and the selection circuit selection operation And a flip-flop circuit (132D) for generating a control signal capable of controlling the above.
〔4〕上記〔3〕において、上記リピータの後段には、上記リピータの出力信号をパラレル形式のデータに変換するシリアル・パラレル変換回路(136,146,156,166)を配置することができる。 [4] In the above [3], a serial / parallel conversion circuit (136, 146, 156, 166) for converting the output signal of the repeater into parallel format data can be arranged after the repeater.
〔5〕上記〔3〕において、第1クロック信号を生成する第1クロック生成回路(16)と、上記第1クロック信号に基づいて、上記第1クロック信号よりも周波数が高い第2クロック信号を形成する第2クロック生成回路(132G)とを設けることができる。この場合に、上記複数の送信側回路からのデータ転送の競合を調停するための信号の伝達は、コモンクロック方式により上記第1クロック信号に同期して行われ、
上記選択回路の出力データの転送は、ソース同期方式により上記第2クロック信号に同期して行われる。
[5] In the above [3], a first clock generation circuit (16) for generating a first clock signal and a second clock signal having a frequency higher than that of the first clock signal based on the first clock signal. A second clock generation circuit (132G) to be formed can be provided. In this case, transmission of a signal for arbitrating data transfer contention from the plurality of transmission side circuits is performed in synchronization with the first clock signal by a common clock method,
The output data of the selection circuit is transferred in synchronization with the second clock signal by the source synchronization method.
〔6〕上記〔5〕において、第1インタフェースにおける配線は、上記第2インタフェースにおける配線よりも細くすることができる。 [6] In the above [5], the wiring in the first interface can be made thinner than the wiring in the second interface.
〔7〕上記〔5〕において、上記第2クロック生成回路は、上記第1クロック信号を逓倍することで上記第2クロック信号を形成するPLL回路を含んで構成することができる。 [7] In the above [5], the second clock generation circuit may include a PLL circuit that forms the second clock signal by multiplying the first clock signal.
〔8〕上記〔5〕において、上記シリアル・パラレル変換回路は、上記第2クロック信号に同期して上記リピータの出力信号をパラレル形式のデータに変換するように構成することができる。 [8] In the above [5], the serial / parallel conversion circuit may be configured to convert the output signal of the repeater into parallel data in synchronization with the second clock signal.
〔9〕上記〔3〕において、所定周波数のクロック信号を生成するクロック生成回路(16)を設け、上記複数の送信側回路からのデータ転送の競合を調停するための信号の伝達は、上記第1クロック信号の波形立ち上がりエッジに同期して行い、上記選択回路の出力データの転送は、上記クロック信号の波形立ち上がりエッジ及び波形立ち下がりエッジに同期して行うことができる。 [9] In the above [3], a clock generation circuit (16) for generating a clock signal having a predetermined frequency is provided, and signal transmission for arbitrating data transfer contention from the plurality of transmission side circuits is performed in the above-described manner. The output data of the selection circuit can be transferred in synchronization with the waveform rising edge and the waveform falling edge of the clock signal.
〔10〕上記〔8〕において、上記受信側回路を複数設け、上記アービタ(133,143)は、入力アドレス信号をデコードすることで、上記複数の受信側回路のうちの一つを選択可能なデコーダを含んで構成することができる。 [10] In the above [8], a plurality of the reception side circuits are provided, and the arbiter (133, 143) can select one of the plurality of reception side circuits by decoding the input address signal. A decoder can be included.
2.実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
2. Details of Embodiments Embodiments will be further described in detail.
<実施の形態1>
図1には、本発明にかかる半導体装置の一例とされるSoC(System On a Chip)が示される。このSoC10は、特に制限されないが、イニシエータ11,12、パケット転送系回路13、ターゲット14,15、及び低速クロック生成部16を含み、公知の半導体集積回路製造技術により単結晶シリコン基板などのひとつの半導体基板に形成される。上記イニシエータ11,12は、SCSI(Small Computer System Interface)規格により接続された機器に命令を発するデバイスであり、例えばCPU(中央処理装置)などのマスタである。ターゲット14,15は、上記イニシエータ11,12からの命令を受け取る側のデバイスであり、例えば半導体メモリなどのスレーブとされる。例えば上記イニシエータ11(又は12)がリクエストパケット(アクセス要求)をターゲット14(又は15)に送信し、このターゲット14(又は15)が上記イニシエータ11(又は12)にレスポンスパケット(アクセス応答)を送信することで転送が行われる。パケット転送系回路13は、上記イニシエータ11,12と上記ターゲット14,15との間のパケット転送を行う。そのようなパケット転送系回路13は、リクエストパケット転送系回路13Aとレスポンスパケット転送系回路13Bとを含む。上記リクエストパケット転送系回路13Aは、上記イニシエータ11又は12からのリクエストパケットを上記ターゲット14又は15に転送する。上記レスポンスパケット転送系回路13Bは、上記イニシエータ11又は12からのレスポンスパケットを上記イニシエータ11又は12に転送する。上記イニシエータ11,12からのリクエストパケットの調停は、リクエストパケット転送系回路13Aで行われ、上記ターゲット14,15からのレスポンスパケットの調停は、上記レスポンスパケット転送系回路13Bで行われる。低速クロック生成部16は、このSoC10の基本クロック信号とされる低速クロック信号を形成する。この低速クロック信号は、上記イニシエータ11,12、上記パケット転送系回路13、及び上記ターゲット14,15に伝達される。
<
FIG. 1 shows a SoC (System On a Chip) as an example of a semiconductor device according to the present invention. The
図2には、上記リクエストパケット転送系回路13Aの構成例が示される。
FIG. 2 shows a configuration example of the request
上記リクエストパケット転送系回路13Aは、アドレスデコーダ131,141、パラレル・シリアル変換回路132,142、アービタ133,143、セレクタ134,144、リピータ135,145、シリアル・パラレル変換回路136,146を含む。
The request
上記イニシエータ11,12は、アクセス要求送信信号req、アドレス信号add、アクセス要求終了信号eop、排他制御要求信号lck、アクセス優先度信号pri、アクセス種別信号opc、ライトデータdata、バイトイネーブル信号be、アクセス元識別子信号src、アクセス識別子信号tidを出力する。
The
上記アドレスデコーダ131は、上記イニシエータ11からアクセス要求送信信号req及びアドレス信号addを取り込み、それをデコードすることによって、各アービタ133,143に対するアクセス要求信号を生成する。アービタ133に対するアクセス要求信号はアービタ133に伝達され、アービタ143に対するアクセス要求信号はアービタ143に伝達される。
The
上記アドレスデコーダ141は、上記イニシエータ12からアクセス要求送信信号req及びアドレス信号addを取り込み、それをデコードすることによって、各アービタ133,143に対するアクセス要求信号を生成する。アービタ133に対するアクセス要求信号はアービタ133に伝達され、アービタ143に対するアクセス要求信号はアービタ143に伝達される。
The address decoder 141 takes in the access request transmission signal req and the address signal add from the
上記パラレル・シリアル変換回路132は、上記イニシエータ11からアクセス要求送信信号req、アドレス信号add、アクセス種別信号opc、ライトデータdata、バイトイネーブル信号be、アクセス元識別子信号src、アクセス識別子信号tidを取り込んで、高速クロック信号に同期する情報伝達信号CADを形成する。形成された情報伝達信号CADは、セレクタ134,144に伝達される。
The parallel /
上記パラレル・シリアル変換回路142は、上記イニシエータ12からアクセス要求送信信号req、アドレス信号add、アクセス種別信号opc、ライトデータdata、バイトイネーブル信号be、アクセス元識別子信号src、アクセス識別子信号tidを取り込んで、高速クロック信号に同期する情報伝達信号CADを形成する。形成された情報伝達信号CADは、セレクタ134,144に伝達される。
The parallel /
上記アービタ133は、上記ターゲット14に対応するもので、上記イニシエータ11,12から上記ターゲット14へのアクセス要求を調停する機能を有する。上記アービタ133には、上記アドレスデコーダ131,141からアクセス要求がなされる。また、上記アービタ133には、上記イニシエータ11,12からアクセス要求終了信号eop、排他制御要求信号lck、アクセス優先度信号priが伝達される。上記アービタ133は、上記ターゲット14へのアクセス要求が競合した場合にその調停を行う。この調停において、排他制御要求信号lckにより他のイニシエータが排除されているか否かの判別や、当該アクセスの優先度が判別される。そして上記アービタ133は、上記調停結果に基づいて、上記パラレル・シリアル変換回路132,142へのアクセス許可信号や、セレクタ134への選択信号を形成する。例えば上記イニシエータ11からのアクセス要求が優先される場合には、上記パラレル・シリアル変換回路132へのアクセス許可信号がアサートされ、セレクタ134によってパラレル・シリアル変換回路132からの情報伝達信号CADが選択的に上記リピータ135に伝達される。また、上記イニシエータ12からのアクセス要求が優先される場合には、上記パラレル・シリアル変換回路142へのアクセス許可信号がアサートされ、セレクタ134によってパラレル・シリアル変換回路142からの情報伝達信号CADが選択的に上記リピータ135に伝達される。
The
上記セレクタ134は、上記アービタ133からの選択信号に基づいて、上記パラレル・シリアル変換回路132,142からの情報伝達信号CADを選択的に後段のリピータ135に伝達する。上記リピータ135は、上記セレクタ134から伝達された情報伝達信号CADを波形整形してから上記シリアル・パラレル変換回路136に伝達する。
Based on the selection signal from the
上記アービタ143は、上記ターゲット15に対応するもので、上記イニシエータ11,12から上記ターゲット15へのアクセス要求を調停する機能を有する。上記アービタ143には、上記アドレスデコーダ131,141からアクセス要求信号がなされる。また、上記アービタ143には、上記イニシエータ11,12からアクセス要求終了信号eop、排他制御要求信号lck、アクセス優先度信号priが伝達される。上記アービタ143は、上記ターゲット15へのアクセス要求が競合した場合にその調停を行う。この調停において、排他制御要求信号lckにより他のイニシエータが排除されているか否かの判別や、当該アクセスの優先度が判別される。そして上記アービタ143は、上記調停結果に基づいて、上記パラレル・シリアル変換回路132,142へのアクセス許可信号や、セレクタ144への選択信号を形成する。例えば上記イニシエータ11からのアクセス要求が優先される場合には、上記パラレル・シリアル変換回路132へのアクセス許可信号がアサートされ、セレクタ144によってパラレル・シリアル変換回路132からの情報伝達信号CADが選択的に上記リピータ145に伝達される。また、上記イニシエータ12からのアクセス要求が優先される場合には、上記パラレル・シリアル変換回路142へのアクセス許可信号がアサートされ、セレクタ144によってパラレル・シリアル変換回路142からの情報伝達信号CADが選択的に上記リピータ145に伝達される。
The
上記セレクタ144は、上記アービタ143からの選択信号に基づいて、上記パラレル・シリアル変換回路132,142からの情報伝達信号CADを選択的に後段のリピータ145に伝達する。上記リピータ145は、上記セレクタ144から伝達された情報伝達信号CADを波形整形してから上記シリアル・パラレル変換回路146に伝達する。
Based on the selection signal from the
上記シリアル・パラレル変換回路136は、上記アービタ133や上記ターゲット14との間で、アクセス要求送信信号req、アクセス許可信号gnt、及びアクセス終了信号eopのやり取りを行う。また、上記シリアル・パラレル変換回路136は、上記リピータ135から伝達された情報伝達信号CADをパラレルデータに変換する。そしてこの変換により得られた各信号、すなわち、アドレス信号add、アクセス種別信号opc、ライトデータdata、バイトイネーブル信号be、アクセス元識別子信号src、アクセス識別子信号tidがターゲット14に伝達される。
The serial /
上記シリアル・パラレル変換回路146は、上記アービタ143や上記ターゲット15との間で、アクセス要求送信信号req、アクセス許可信号gnt、及びアクセス終了信号eopのやり取りを行う。また、上記シリアル・パラレル変換回路146は、上記リピータ145から伝達された情報伝達信号CADをパラレルデータに変換する。そしてこの変換により得られた各信号、すなわち、アドレス信号add、アクセス種別信号opc、ライトデータdata、バイトイネーブル信号be、アクセス元識別子信号src、アクセス識別子信号tidがターゲット15に伝達される。
The serial /
上記パラレル・シリアル変換回路132,142を含んで高速側インタフェース201が形成され、上記アービタ133,143を含んで低速側インタフェース202が形成される。
The high
図3には、上記レスポンスパケット転送系回路13Bの構成例が示される。 FIG. 3 shows a configuration example of the response packet transfer circuit 13B.
上記レスポンスパケット転送系回路13Bは、ソースデコーダ151,161、パラレル・シリアル変換回路152,162、アービタ153、セレクタ154、リピータ155、シリアル・パラレル変換回路156,166を含む。
The response packet transfer system circuit 13B includes
上記ターゲット14,15は、アクセス要求信号r_req、アクセス元識別子信号r_src、アクセス終了信号r_eop、アクセス応答種別信号r_opc、リードデータr_data、アクセス識別子信号r_tidを出力する。
The
上記ソースデコーダ151は、上記ターゲット14からアクセス要求信号r_req及びアクセス元識別子信号r_srcを取り込み、それをデコードすることによって、各アービタ153,163に対するアクセス要求信号を生成する。アービタ153に対するアクセス要求信号はアービタ153に伝達され、アービタ163に対するアクセス要求信号はアービタ163に伝達される。
The
上記ソースデコーダ161は、上記ターゲット15からアクセス要求信号r_req及びアクセス元識別子信号r_srcを取り込み、それをデコードすることによって、各アービタ153,163に対するアクセス要求信号を生成する。アービタ153に対するアクセス要求信号はアービタ153に伝達され、アービタ163に対するアクセス要求信号はアービタ163に伝達される。
The
上記パラレル・シリアル変換回路152は、上記ターゲット14からアクセス応答送信信号r_req、アクセス元識別子信号r_src、アクセス応答種別信号r_opc、リードデータr_data、アクセス識別子信号r_tidを取り込んで、高速クロック信号に情報伝達信号R_CADを形成する。形成された情報伝達信号R_CADは、セレクタ154,164に伝達される。
The parallel / serial conversion circuit 152 takes in the access response transmission signal r_req, the access source identifier signal r_src, the access response type signal r_opc, the read data r_data, and the access identifier signal r_tid from the
上記アービタ153は、上記イニシエータ11に対応するもので、上記ターゲット14,15から上記イニシエータ11へのアクセス要求を調停する機能を有する。上記アービタ153には、上記ソースデコーダ151,161からアクセス要求信号が伝達され、上記ターゲット14,15からアクセス応答終了信号r_eopが伝達される。上記アービタ153は、上記イニシエータ11へのアクセス要求の調停結果に基づいて、上記パラレル・シリアル変換回路152,162へのアクセス許可信号や、セレクタ154への選択信号を形成する。
The
上記セレクタ154は、上記アービタ153からの選択信号に基づいて、上記パラレル・シリアル変換回路152,162からの情報伝達信号R_CADを選択的に後段のリピータ155に伝達する。リピータ155は、上記セレクタ154から伝達された情報伝達信号R_CADを波形整形してから上記シリアル・パラレル変換回路136に伝達する。
Based on the selection signal from the
上記アービタ163は、上記イニシエータ12に対応するもので、上記ターゲット14,15から上記イニシエータ12へのアクセス要求を調停する機能を有する。上記アービタ163には、上記ソースデコーダ151,161からアクセス要求信号が伝達され、上記ターゲット14,15からアクセス応答終了信号r_eopが伝達される。上記アービタ163は、上記イニシエータ12へのアクセス要求の調停結果に基づいて、上記パラレル・シリアル変換回路152,162へのアクセス許可信号や、セレクタ164への選択信号を形成する。
The
上記セレクタ164は、上記アービタ163からの選択信号に基づいて、上記パラレル・シリアル変換回路152,162からの情報伝達信号R_CADを選択的に後段のリピータ165に伝達する。リピータ165は、上記セレクタ164から伝達された情報伝達信号R_CADを波形整形してから上記シリアル・パラレル変換回路166に伝達する。
Based on the selection signal from the
上記シリアル・パラレル変換回路156は、上記アービタ153や上記イニシエータ11との間で、アクセス要求信号r_req、アクセス許可信号r_gnt、及びアクセス終了信号r_eopのやり取りを行う。また、上記シリアル・パラレル変換回路156は、上記リピータ155から伝達された情報伝達信号R_CADをパラレルデータに変換する。そしてこの変換により得られた各信号、すなわち、アクセス元識別子信号r_src、アクセス応答種別信号r_opc、リードデータr_data、アクセス識別子信号r_tidがイニシエータ11に伝達される。
The serial /
上記シリアル・パラレル変換回路166は、上記アービタ163や上記イニシエータ12との間で、アクセス要求信号r_req、アクセス許可信号r_gnt、及びアクセス終了信号r_eopのやり取りを行う。また、上記シリアル・パラレル変換回路156は、上記リピータ155から伝達された情報伝達信号R_CADをパラレルデータに変換する。そしてこの変換により得られた各信号、すなわち、アクセス元識別子信号r_src、アクセス応答種別信号r_opc、リードデータr_data、アクセス識別子信号r_tidがイニシエータ11に伝達される。
The serial / parallel conversion circuit 166 exchanges an access request signal r_req, an access permission signal r_gnt, and an access end signal r_eop with the
上記パラレル・シリアル変換回路152,162を含んで高速側インタフェース301が形成され、上記アービタ153,163を含んで低速側インタフェース302が形成される。
The high
ここで、上記リクエストパケット転送系回路13Aや上記レスポンスパケット転送系回路13Bで行われるパケット転送における同期方式について説明する。
Here, a synchronization method in packet transfer performed in the request packet
データ転送における同期方式として、コモンクロック方式とソース同期方式とを挙げることができる。 As a synchronization method in data transfer, a common clock method and a source synchronization method can be exemplified.
コモンクロック方式は、例えば図4に示されるように、データの送信側回路401と受信側回路402とは、共通のクロック生成部403から、同じクロック信号を受けて動作する。しかし、動作周波数が高い回路では、データを受け渡しするタイミングで互いのデータに食い違いが起きてしまう虞れがある。そこでより高速な回路では、ソース同期方式が使われる。このソース同期方式は、例えば図5に示されるように、クロック生成部503で生成されたクロック信号は、データと並列に送信側回路501から送信されて、同じ遅延時間で受信側回路502に受信される。クロック生成部503で生成されたクロック信号に対するデータ信号のタイミングは、そのまま受信側回路502に伝達されるので、良好なデータ転送が可能になる。本例では、低速側インタフェース202,302の信号は、コモンクロック方式で伝達し、高速側インタフェース201,301の信号は、ソース同期方式で転送するようにしている。例えば送信側回路401がイニシエータ11又は12とされるとき、受信側回路402は上記ターゲット14又は15とされる。例えば送信側回路501がパラレル・シリアル変換回路132又は142とされるとき、受信側回路502はリピータ135又は145とされる。また、送信側回路501がリピータ135又は145とされるとき、受信側回路502はシリアル・パラレル変換回路136又は146とされる。図2に示されるリクエストパケット転送系回路13Aにおいて、低速側インタフェース202の信号には、アクセス要求の調停のために必要となる信号、すなわち、アクセス要求送信信号req、アクセス要求許可信号gnt、アクセス要求終了信号eop、排他制御要求信号lck、アクセス優先度信号priが含まれる。図2に示されるリクエストパケット転送系回路13Aにおいて、高速側インタフェース201の信号には、情報伝達を行うための情報伝達信号CADが含まれる。図3に示されるレスポンスパケット転送系回路13Bにおいて、低速側インタフェース302の信号には、アクセス要求の調停のために必要となる信号、すなわち、アクセス応答送信信号r_req、アクセス応答許可信号r_gnt、アクセス応答終了信号r_eopが含まれ、高速側インタフェース301の信号には、情報伝達信号R_CADが含まれる。尚、コモンクロック方式では低速クロック生成部16で生成された低速クロック信号が用いられ、ソース同期方式では、上記低速クロック信号に基づいて生成された高速クロック信号が用いられる。
In the common clock system, for example, as illustrated in FIG. 4, the data
図6には、上記アドレスデコーダ131及び上記パラレル・シリアル変換回路132の構成例が示される。
FIG. 6 shows a configuration example of the
上記アドレスデコーダ131は、2入力のアンドゲート131A,131Bを含む。このアンドゲート131A,131Bにおいて、イニシエータ11からのアクセス要求送信信号reqと、イニシエータ11からの第39ビット目のアドレス信号add〔39〕との論理演算が行われることで、アクセス要求信号が形成されるようになっている。かかる構成によれば、第39ビット目のアドレス信号add〔39〕の論理に応じて、アービタ133へのアクセス要求信号とアービタ143へのアクセス要求信号とが選択的にアサートされる。
The
上記パラレル・シリアル変換回路132は、gnt生成回路132A、加算回路132B、制御信号選択回路132C、フリップフロップ回路132D、strobe生成回路132E、選択回路132F、及び高速クロック生成部132Gを含む。
The parallel /
上記高速クロック生成部132Gは、例えばPLL(Phase Locked Loop)回路とされ、上記低速クロック生成部16で生成された低速クロック信号を逓倍することで、上記低速クロック信号に同期し、且つ上記低速クロック信号よりも高い周波数の高速クロック信号を形成する。形成された高速クロック信号は、ソース同期のため、フリップフロップ回路132Dや、セレクタ134,144などに伝達される。上記gnt生成回路132Aは、アクセス要求送信信号reqとアクセス許可信号とに基づいてデータを送信できるか否かを判断する回路であり、上記シリアル・パラレル変換回路156が低速クロック信号1サイクル分のデータを送信できればアクセス要求許可信号gntがハイレベルとされる。加算回路132Bは、上記フリップフロップ回路132Dの出力信号に「1」を加算する。制御信号選択回路132Cは、アクセス要求許可信号gntがハイレベルのとき、加算回路132Bの出力信号を選択し、アクセス要求許可信号gntがローレベルのとき、フリップフロップ回路132Dの出力信号を選択する。上記フリップフロップ回路132Dは、高速クロック信号に同期して上記制御信号選択回路132Cの出力信号を取り込む。フリップフロップ回路132Dの出力信号は3ビット構成の制御信号とされる。この3ビット構成の制御信号は選択回路132Fやstrobe生成回路132Eに伝達される。strobe生成回路132Eは、パラレル・シリアル変換回路132の出力信号の有効性を示すストローブ信号strobeを形成する。上記3ビット構成の制御信号が「000」のとき、ストローブ信号strobeはローレベルとされ、上記3ビット構成の制御信号が「000」以外のとき、ストローブ信号strobeはハイレベルとされる。上記ストローブ信号strobeはセレクタ134,144に伝達される。上記選択回路132Fは、上記フリップフロップ回路132Dの出力信号に従って、イニシエータ11からのパラレル出力信号を順次選択することでシリアル信号に変換する。上記選択回路132Fの選択動作により、32ビット構成の情報伝達信号CAD〔31:0〕が形成される。この情報伝達信号CAD〔31:0〕はセレクタ134,144に伝達される。
The high-speed
ここで、イニシエータ11からのパラレル出力信号を、add〔39:28〕,0、add〔27:4〕,opc〔7:0〕、data〔127:96〕、data〔95:64〕、data〔63:32〕、data〔31:0〕、be〔15:0〕、src〔7:0〕、tid〔7:0〕とすると、情報伝達信号CAD〔31:0〕は次のように形成される。
Here, the parallel output signals from the
制御信号が「001」のとき、情報伝達信号CAD〔31:0〕は、add〔39:28〕,0とされる。制御信号が「010」のとき、情報伝達信号CAD〔31:0〕は、add〔27:4〕,opc〔7:0〕制御信号が「011」のとき、情報伝達信号CAD〔31:0〕は、data〔127:96〕とされる。制御信号が「100」のとき、情報伝達信号CAD〔31:0〕は、data〔95:64〕とされる。制御信号が「101」のとき、情報伝達信号CAD〔31:0〕は、data〔63:32〕とされる。制御信号が「110」のとき、情報伝達信号CAD〔31:0〕は、data〔31:0〕とされる。制御信号が「111」のとき、情報伝達信号CAD〔31:0〕は、be〔15:0〕、src〔7:0〕、tid〔7:0〕とされる。 When the control signal is “001”, the information transmission signal CAD [31: 0] is set to add [39:28], 0. When the control signal is “010”, the information transmission signal CAD [31: 0] is the add [27: 4], opc [7: 0] information transmission signal CAD [31: 0] when the control signal is “011”. ] Is data [127: 96]. When the control signal is “100”, the information transmission signal CAD [31: 0] is set to data [95:64]. When the control signal is “101”, the information transmission signal CAD [31: 0] is set to data [63:32]. When the control signal is “110”, the information transmission signal CAD [31: 0] is set to data [31: 0]. When the control signal is “111”, the information transmission signal CAD [31: 0] is set to be [15: 0], src [7: 0], and tid [7: 0].
上記アドレスデコーダ141は、上記アドレスデコーダ131と同一構成とされ、上記パラレル・シリアル変換回路142は、上記パラレル・シリアル変換回路132と同一構成とされる。また、ソースデコーダ151,161は、上記アドレスデコーダ131と同様に構成することができ、パラレル・シリアル変換回路152,162は、上記パラレル・シリアル変換回路132と同様に構成することができる。
The address decoder 141 has the same configuration as the
図7には、上記リピータ135の構成例が示される。
FIG. 7 shows a configuration example of the
上記リピータ135は、フリップフロップ回路135A,135Bと、インバータ135C,135Dとが結合されて成る。フリップフロップ回路135Aの出力信号は後段のフリップフロップ回路135Bのデータ入力端子Dに伝達される。インバータ135C,135Dは互いに直列接続される。インバータ135Cの出力はフリップフロップ回路135Aのクロック入力端子に伝達され、インバータ135Dの出力はフリップフロップ回路135Bのクロック入力端子に伝達される。フリップフロップ回路135Aのデータ入力端子には、上記セレクタ134を介してストローブ信号strob又は情報伝達信号CAD〔31:0〕の1ビットが伝達される。インバータ135Cには、上記セレクタ134を介して高速クロック信号が伝達される。このような回路構成は、リピータ135への入力信号の数だけ設けられる。本例では、セレクタ134を介してストローブ信号strob及びCAD〔31:0〕が伝達されるため、フリップフロップ回路135A,135Bと、インバータ135C,135Dとが結合されて成る回路は33個設けられ、各回路において、それぞれ対応する入力信号の波形整形が行われる。
The
尚、他のリピータ145,155,165には、上記リピータ135と同一構成のものを適用することができる。
The
図8には、上記シリアル・パラレル変換回路136の構成例が示される。
FIG. 8 shows a configuration example of the serial /
上記シリアル・パラレル変換回路136は、シフトレジスタ136A,136B,136C,136D、書き込み制御回路136E、読み出し選択回路136F、読み出し制御回路136G、アクセス許可信号生成回路136Hを含む。上記シフトレジスタシフトレジスタ136A,136B,136C,136Dには、上記リピータ135を介して、ストローブ信号strobe、CAD〔31:0〕、及び高速クロック信号が伝達される。また、上記シフトレジスタ136A,136B,136C,136Dには、書き込み制御回路136Eからマスク信号が伝達される。上記シフトレジスタ136A,136B,136C,136Dは、上記マスク信号によって書き込みがマスクされる。上記書き込み制御回路136Eには、上記リピータ135を介してストローブ信号strobe及び高速クロック信号が伝達される。書き込み制御回路136Eは、低速クロック信号の1サイクル分のデータが上記シフトレジスタ136A,136B,136C,136Dに伝達される毎に、マスク信号の値を変更することにより、上記シフトレジスタ136A,136B,136C,136Dの順に書き込みが行われるように制御する。上記読み出し選択回路136Fは、読み出し制御信号136Gに基づいて上記シフトレジスタ136A,136B,136C,136Dの出力信号を選択することによって、add〔39:28〕,0、add〔27:4〕,opc〔7:0〕、data〔127:96〕、data〔95:64〕、data〔63:32〕、data〔31:0〕、be〔15:0〕、src〔7:0〕、tid〔7:0〕を得る。上記読み出し制御回路136Gには、アクセス要求送信信号req、アクセス許可信号gnt、アクセス終了信号eopが伝達される。上記読み出し制御回路136Gは、低速クロック信号の1サイクル分のデータを読み出す毎に、読み出し制御信号の値を変更することにより、上記シフトレジスタ136A,136B,136C,136Dの順に読み出しが行われるように制御する。上記アクセス許可信号生成回路136Hは、このシリアル・パラレル変換回路136Hがデータを受信できる場合にアクセス許可信号をハイレベルにする。また上記アクセス許可信号生成回路136Hは、アクセス要求送信信号reqとアクセス許可信号gntとに基づいて、送出したデータ量を算出し、アクセス要求信号とアクセス終了信号とに基づいて、受信したデータ量を計測する。ここで、送出したデータ量と受信したデータ量との差分が一定値以内であれば、アクセス許可信号をアサートする。本例では、シフトレジスタ136A,136B,136C,136Dが、低速クロック信号の4サイクル分のデータを保持できる構成であるため、低速クロック信号の4サイクル分のデータを受信したら、アクセス許可信号をネゲートするようにしている。また、受信したデータ量が、送出したデータ量よりも多い場合には、アクセス要求信号erqをアサートする。
The serial /
シリアル・パラレル変換回路146は、上記シリアル・パラレル変換回路136と同一構成とされる。また、他のシリアル・パラレル変換回路156,166は、上記シリアル・パラレル変換回路136と同様に構成することができる。
The serial /
図9には、上記シフトレジスタ136Aの構成例が示される。
FIG. 9 shows a configuration example of the
上記シフトレジスタ136Aは、2入力アンドゲート901と、イネーブル端子を備えたフリップフロップ回路902〜908を含む。マスク信号とストローブ信号strobeとのアンド論理がアンドゲート901で得られ、このアンドゲート901の出力信号が上記フリップフロップ回路902〜908のイネーブル端子ENに伝達される。CAD〔31:0〕は、上記フリップフロップ回路902のデータ入力端子Dに伝達され、高速クロック信号は、上記フリップフロップ回路902のクロック入力端子に伝達される。上記フリップフロップ回路902〜908のイネーブル端子ENがハイレベルとされるとき、データ出力端子Qの値は、高速クロック信号の波形立ち上がりエッジに同期してデータ入力端子Dの値で更新される。上記フリップフロップ回路902〜908のイネーブル端子ENがローレベルとされるとき、データ出力端子Qの値は更新されない。
The
尚、他のシフトレジスタ136B,136C,136Dには、上記シフトレジスタ136と同一構成のものを適用することができる。
The
図10には、上記リクエストパケット転送系回路13Aにおける主要部の動作タイミングが示される。
FIG. 10 shows the operation timing of the main part in the request
アクセス要求、アクセス許可、アクセス終了に関する信号、すなわち、req、gnt、eopや、r_req、r_gnt、r_eopは、コモンクロック方式(図4参照)により、低速クロック生成部16で生成された低速クロック信号に同期して後段回路に伝達される。これに対して、情報伝達信号CADやR_CADは、ソース同期方式(図5参照)により、高速クロック生成部132Gで生成された高速クロック信号に同期して後段回路に転送される。
Signals related to access request, access permission, and access termination, that is, req, gnt, eop and r_req, r_gnt, r_eop are generated by the low-speed clock signal generated by the low-speed
実施の形態1によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the first embodiment, the following operational effects are obtained.
(1)一般に低速クロック信号に同期する信号は、回路での処理が比較的容易である反面、一定時間内に伝達できる情報量は少ない。一方、高速クロック信号に同期する信号は取り扱いが難しい反面、一定時間内に多量の情報を伝達できる。そこで、リクエストパケット転送系回路13A及びレスポンスパケット転送系回路13Bにおいては、それぞれ送信側から受信側へのデータ転送に使用される高速側インタフェース201,301と、上記データ転送の競合を調停するための信号の伝達に使用される低速側インタフェース202,302とを設ける。高速側インタフェース201,301では、高速クロック信号に同期してデータ転送を行い、低速側インタフェース202,302では、低速クロック信号に同期して、調停のための信号の伝達を行うようにしている。上記高速側インタフェース201,301は、パラレル形式のデータをシリアル形式に変換するパラレル・シリアル変換回路132,142,152,162を含む。上記パラレル・シリアル変換回路の出力データの転送速度は、上記低速側インタフェース202,302における信号伝達速度に比べて高速に設定される。かかる構成によれば、調停のための信号が、低速側インタフェース202,302に伝達されることで、上記データ転送の競合が調停される。この調停後に、上記高速側インタフェース201,301を介して多量の情報をシリアル形式で高速に転送することができるので、送信側から受信側への通信において低レイテンシ及び高スループットを実現することができる。またそのようなデータ転送においては、複数のインタコネクトを有するハブを介在させる必要がないので、受信したパケットを格納するための大容量のバッファが不要となり、SoC10のコストの低下を図ることができる。
(1) In general, a signal synchronized with a low-speed clock signal is relatively easy to process in a circuit, but the amount of information that can be transmitted within a predetermined time is small. On the other hand, a signal synchronized with a high-speed clock signal is difficult to handle, but a large amount of information can be transmitted within a certain time. Therefore, in the request packet
(2)上記高速側インタフェース201,301では、上記送信側回路からのパラレル形式のデータをパラレル・シリアル変換回路132,142,152,162でシリアルデータに変換して転送することにより、一本の信号線で単位時間内に伝送できる情報量を増やすことで、データ転送に使用される信号線数を低減することができ、それによって回路規模の削減を図ることができる。このことは、SoC10のコスト低下を図る上で有利となる。
(2) In the high-
ここでリクエストパケット転送における各信号として、例えば図12に示されるように、req、gnteop、lck、pri〔3:0〕、add〔39:16〕、add〔15:3〕、opc〔7:0〕、data〔127:0〕、be〔15:0〕、src〔7:0〕、tid〔7:0〕が存在する場合を考える。この場合、実施の形態1に従えば、add〔39:16〕、add〔15:3〕、opc〔7:0〕、data〔127:0〕、be〔15:0〕、src〔7:0〕、tid〔7:0〕を、CAD〔31:0〕に集約することができるので、CAD〔31:0〕に集約しない場合(従来方式)に比べて、データ転送に使用される信号線数を大幅に低減することができる。また、レスポンスパケット転送における各信号として、例えば図13に示されるように、r_req、r_gnt、r_eop、r_src〔7:0〕、r_opc〔7:0〕、r_data〔127:0〕、r_tid〔7:0〕が存在する場合、r_src〔7:0〕、r_opc〔7:0〕、r_data〔127:0〕、r_tid〔7:0〕を、CAD〔31:0〕に集約することができる。それによれば、CAD〔31:0〕に集約しない場合(従来方式)に比べて、データ転送に使用される信号線数を大幅に低減することができる。 Here, as signals in the request packet transfer, for example, as shown in FIG. 12, req, gnteoop, lck, pri [3: 0], add [39:16], add [15: 3], opc [7: 0], data [127: 0], be [15: 0], src [7: 0], and tid [7: 0] are present. In this case, according to the first embodiment, add [39:16], add [15: 3], opc [7: 0], data [127: 0], be [15: 0], src [7: 0], tid [7: 0] can be aggregated into CAD [31: 0], so that the signal used for data transfer is compared to the case where it is not aggregated into CAD [31: 0] (conventional method). The number of lines can be greatly reduced. As signals in response packet transfer, for example, as shown in FIG. 13, r_req, r_gnt, r_eop, r_src [7: 0], r_opc [7: 0], r_data [127: 0], r_tid [7: 0] exists, r_src [7: 0], r_opc [7: 0], r_data [127: 0], r_tid [7: 0] can be aggregated into CAD [31: 0]. According to this, the number of signal lines used for data transfer can be greatly reduced as compared with the case where the data is not aggregated into CAD [31: 0] (conventional method).
(3)上記のように、高速側インタフェース201,301では、高速クロック信号に同期してデータ転送を行い、低速側インタフェース202,302では、低速クロック信号に同期して、調停のための信号の伝達を行うようにしており、低速側インタフェース202,302を介して伝達される信号を半導体基板の上層配線に割り当てることができる。一般に、半導体基板の多層配線では、上層になるほど、配線幅が広く、配線の厚みが厚くなっているため、配線抵抗が少なく、そこでのCR時定数が小さい。このため、低速側インタフェース202,302を介して伝達される信号を半導体基板の上層配線に割り当てることで、低速側インタフェース202,302での伝達速度が不所望に低下するのを回避することができる。
(3) As described above, the high-
また、上記のように、低速側インタフェース202,302を介して伝達される信号を半導体基板の上層配線に割り当てた場合には、高速側インタフェース201,301を介して伝達される信号を半導体基板の上層配線に割り当てることができなくなる。この結果、高速側インタフェース201,301を介して伝達される信号を伝達するための信号配線は、低速側インタフェース202,302に比べて、配線幅が狭く、配線の厚みが薄くなるため、配線が細くなる。このため、そこでの配線抵抗が大きくなることから、CR時定数も大きくなる。そこでSoC10では、高速側インタフェース201,301にソース同期方式(図5参照)を採用している。これにより、高速クロック生成部132Gで生成された高速クロック信号は、情報伝達信号CADと並列に送信側から送信され、同じ遅延時間で受信側に受信されるため、配線が細いにもかかわらず、情報伝達信号CADの転送を支障なく行うことができる。また、上記のように配線を細くすることで、より多くの配線を基板に形成することができる。
Further, as described above, when the signal transmitted through the low speed side interfaces 202 and 302 is assigned to the upper layer wiring of the semiconductor substrate, the signal transmitted through the high speed side interfaces 201 and 301 is transmitted to the semiconductor substrate. Cannot be assigned to upper layer wiring. As a result, the signal wiring for transmitting the signal transmitted via the high speed side interfaces 201 and 301 is narrower than the low speed side interfaces 202 and 302, and the wiring thickness is reduced. It gets thinner. For this reason, since the wiring resistance there increases, the CR time constant also increases. Therefore, the
(4)例えば特開2005−228981号公報に記載されているような誘導結合(3次元結合)方式が採用される場合には、多量の配線が必要となるため、上記(2)の作用効果は顕著になる。 (4) When the inductive coupling (three-dimensional coupling) method as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228981 is employed, a large amount of wiring is required. Becomes prominent.
(5)例えば図2及び図3において、リピータをセレクタ134,144,154,164の入力側に配置する場合には、リピータをセレクタ134,144,154,164における入力端子の数に相当するリピータが必要となる。これに対して図2及び図3に示されるように、それぞれセレクタ134,144,154,164の後段にリピータ135,145,155,165を配置する場合には、リピータの数はセレクタの数だけ設ければ良いので、セレクタの数が少なくて済む。
(5) For example, in FIGS. 2 and 3, when the repeater is arranged on the input side of the
<実施の形態2>
例えば図14(A)に示されるように、イニシエータ(I)とターゲット(T)とを完全に一対一で接続することは、信号線数が少ないシリアルインタフェースであっても困難とされる。イニシエータ(I)の数が100、ターゲット(T)の数が100であれば、イニシエータ(I)とターゲット(T)との間の結合数は、10000(=100×100)となる。そこで、図14(B)に示されるように、イニシエータ(I)とターゲット(T)との間に、ルータ(R)を介在させることで、リンク数を削減する必要がある。ルータの先に複数のターゲットが存在する場合、ターゲットの特定はアドレス信号によって行うため、ルータにアドレスを取り込む必要がある。
<Embodiment 2>
For example, as shown in FIG. 14A, it is difficult to connect the initiator (I) and the target (T) completely one-to-one even with a serial interface having a small number of signal lines. If the number of initiators (I) is 100 and the number of targets (T) is 100, the number of bonds between the initiator (I) and the target (T) is 10,000 (= 100 × 100). Therefore, as shown in FIG. 14B, it is necessary to reduce the number of links by interposing a router (R) between the initiator (I) and the target (T). When there are a plurality of targets ahead of the router, since the target is specified by an address signal, it is necessary to fetch the address into the router.
図15には、上記のようにルータの先に複数のターゲットが存在する場合のリクエストパケット転送系回路13Aの構成例が示される。
FIG. 15 shows a configuration example of the request
図15に示されるリクエストパケット転送系回路13Aが、図2に示されるのと大きく相違するのは、ルータとしての機能を発揮させるため、アービタ133,143にアドレスデコーダが内蔵され、上記アービタ133に対応して二つのターゲット14,17が設けられている点である。また、アクセス要求送信信号の処理を行う要求処理回路138,148が設けられているが、ここではアドレス信号のデコードは行われない。アドレス信号のデコードはアービタ133で行われ、このデコード結果によって、アクセス要求先がターゲット14又は17に決定される。上記ターゲット14,17に対応して、シリアル・パラレル変換回路136,137が設けられる。シリアル・パラレル変換回路136,137は互いに同一構成とされる。
The request
図16には、図15に示されるリクエストパケット転送系回路13Aにおける主要部の動作タイミングが示される。図16に示されるように、アドレス信号の上位ビットが低速クロック信号に同期してアービタ133に伝達され、当該アドレス信号の上位ビットがアービタ133内のデコーダによってデコードされる。このデコード結果に基づいてアクセス要求先が決定される。
FIG. 16 shows the operation timing of the main part in the request packet
ここで、リクエストパケット転送における各信号として、例えば図18に示されるように、req、gnteop、lck、pri〔3:0〕、add〔39:16〕、add〔15:3〕、opc〔7:0〕、data〔127:0〕、be〔15:0〕、src〔7:0〕、tid〔7:0〕が存在する場合を考える。この場合、実施の形態2に従えば、req、gnteop、lck、pri〔3:0〕、add〔39:16〕は、低速側インタフェース202により、コモンクロック方式により低速クロック信号に同期して伝達される。一方、add〔15:3〕、opc〔7:0〕、data〔127:0〕、be〔15:0〕、src〔7:0〕、tid〔7:0〕は、CAD〔31:0〕に集約され、高速側インタフェース201により高速クロック信号に同期して転送される。このため、図15に示される構成においても、CAD〔31:0〕に集約しない場合(従来方式)に比べて、データ転送に使用される信号線数を大幅に低減することができる。
Here, as signals in the request packet transfer, for example, as shown in FIG. 18, req, gnteoop, lck, pri [3: 0], add [39:16], add [15: 3], opc [7 : 0], data [127: 0], be [15: 0], src [7: 0], and tid [7: 0]. In this case, according to the second embodiment, req, gnteoop, lck, pri [3: 0], add [39:16] are transmitted in synchronization with the low-speed clock signal by the low-
また、レスポンスパケット転送系回路13Bにおいても、図15に示されるように、ルータとしての機能を有するアービタにアドレスデコーダが内蔵され、上記アービタに対応して二つのターゲットを設けることができる。この場合、レスポンスパケット転送における各信号として、例えば図13に示されるように、r_req、r_gnt、r_eop、r_src〔7:0〕、r_opc〔7:0〕、r_data〔127:0〕、r_tid〔7:0〕が存在する場合、r_src〔7:0〕は低速側インタフェース202により、コモンクロック方式により低速クロック信号に同期して伝達される。r_opc〔7:0〕、r_data〔127:0〕、r_tid〔7:0〕は、CAD〔31:0〕に集約され、高速側インタフェース201により高速クロック信号に同期して転送される。従って、レスポンスパケット転送系回路においても、CAD〔31:0〕に集約しない場合(従来方式)に比べて、データ転送に使用される信号線数を大幅に低減することができる。
Also in the response packet transfer system circuit 13B, as shown in FIG. 15, an address decoder is built in an arbiter having a function as a router, and two targets can be provided corresponding to the arbiter. In this case, as each signal in the response packet transfer, for example, as shown in FIG. 13, r_req, r_gnt, r_eop, r_src [7: 0], r_opc [7: 0], r_data [127: 0], r_tid [7 : 0] exists, r_src [7: 0] is transmitted by the low
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.
例えば、複数のイニシエータからのデータ転送の競合を調停するための信号の伝達は、低速クロック信号の波形立ち上がりエッジに同期して行われ、上記選択回路の出力データの転送は、上記低速クロック信号の波形立ち上がりエッジ及び波形立ち下がりエッジに同期して行われるようにしても良い。例えば図6に示される構成において、高速クロック生成部132Gに代えて、低速クロック生成部16で生成された低速クロック信号の波形立ち上がりエッジ及び波形立ち下がりエッジに同期してクロック信号を形成する回路を設けることにより、図11に示されるように、低速クロック信号の波形立ち上がりエッジ及び波形立ち下がりエッジに同期してCADの転送を行うことができる。同様のことは、図15に示される構成を採用する場合にも言える。すなわち、図15に示される構成を採用する場合には、図17に示されるように、アドレス上位のデコード結果に基づいてアクセス先が決定され、当該アクセス先に対して、低速クロック信号の波形立ち上がりエッジ及び波形立ち下がりエッジに同期してCADの転送が行われる。
For example, transmission of a signal for arbitrating data transfer contention from a plurality of initiators is performed in synchronization with the rising edge of the waveform of the low-speed clock signal, and transfer of output data of the selection circuit is performed by the low-speed clock signal. It may be performed in synchronization with the waveform rising edge and the waveform falling edge. For example, in the configuration shown in FIG. 6, a circuit that forms a clock signal in synchronization with the waveform rising edge and waveform falling edge of the low-speed clock signal generated by the low-speed
10 SoC
11,12 イニシエータ
13 パケット転送系回路
13A リクエストパケット転送系回路
13B レスポンスパケット転送系回路
14,15 ターゲット
16 低速クロック生成部
131,141 アドレスデコーダ
131A,131B アンドゲート
132,142 パラレル・シリアル変換回路
132A gnt生成回路
132B 加算回路
132C 制御信号選択回路
132D フリップフロップ回路
132E strobe生成回路
132F 選択回路
132G 高速クロック生成部
133,143 アービタ
134,144 セレクタ
135,145 リピータ
136,146 シリアル・パラレル変換回路
136A,136B,136C,136D シフトレジスタ
136E 書き込み制御回路
136F 読み出し選択回路
136G 読み出し制御回路
136H アクセス許可信号生成回路
151,161 ソースデコーダ
152,162 パラレル・シリアル変換回路
153,163 アービタ
154,164 セレクタ
155,165 リピータ
155A,155B フリップフロップ回路
156,166 シリアル・パラレル変換回路
201,301 高速側インタフェース
202,302 低速側インタフェース
902〜907 フリップフロップ回路
10 SoC
11, 12
Claims (10)
上記送信側回路の出力データを受信する受信側回路と、
上記送信側回路と上記受信側回路との間に介在された転送系回路と、を含む半導体装置であって、
上記転送系回路は、データ転送に使用される第1インタフェースと、
上記複数の送信側回路からのデータ転送の競合を調停するための信号の伝達に使用される第2インタフェースと、を含み、
上記第1インタフェースは、上記送信側回路からのパラレル形式のデータをシリアル形式に変換するパラレル・シリアル変換回路を含み、且つ、上記パラレル・シリアル変換回路の出力データの転送速度は、上記第2インタフェースにおける信号伝達速度に比べて高速に設定され、
上記第2インタフェースは、上記送信側回路からパラレル形式で出力される信号に基づいて上記複数の送信側回路からのデータ転送の競合を調停するアービタを含むことを特徴とする半導体装置。 Multiple transmitter circuits,
A receiving circuit that receives output data of the transmitting circuit;
A transfer system circuit interposed between the transmission side circuit and the reception side circuit, and a semiconductor device comprising:
The transfer system circuit includes a first interface used for data transfer;
A second interface used to transmit a signal for arbitrating data transfer contention from the plurality of transmission-side circuits,
The first interface includes a parallel / serial conversion circuit that converts parallel data from the transmission side circuit into a serial format, and the transfer rate of output data of the parallel / serial conversion circuit is the second interface. Is set faster than the signal transmission speed in
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second interface includes an arbiter that arbitrates contention for data transfer from the plurality of transmission side circuits based on a signal output in parallel form from the transmission side circuit.
上記セレクタの後段に配置され、上記セレクタの出力信号の波形整形を行うリピータと、を含む請求項1記載の半導体装置。 A selector for selectively transmitting the output signal of the parallel-serial conversion circuit to a subsequent circuit;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a repeater that is arranged at a subsequent stage of the selector and performs waveform shaping of an output signal of the selector.
上記選択回路の選択動作を制御可能な制御信号を形成するフリップフロップ回路と、を含む請求項2記載の半導体装置。 The parallel-serial conversion circuit includes: a selection circuit that forms a serial-format information transmission signal by sequentially selecting the parallel-format data;
The semiconductor device according to claim 2, further comprising: a flip-flop circuit that forms a control signal capable of controlling a selection operation of the selection circuit.
上記第1クロック信号に基づいて、上記第1クロック信号よりも周波数が高い第2クロック信号を形成する第2クロック生成回路と、を含み、
上記複数の送信側回路からのデータ転送の競合を調停するための信号の伝達は、コモンクロック方式により上記第1クロック信号に同期して行われ、
上記選択回路の出力データの転送は、ソース同期方式により上記第2クロック信号に同期して行われる請求項3記載の半導体装置。 A first clock generation circuit for generating a first clock signal;
A second clock generation circuit that forms a second clock signal having a frequency higher than that of the first clock signal based on the first clock signal;
Transmission of a signal for arbitrating data transfer contention from the plurality of transmission side circuits is performed in synchronization with the first clock signal by a common clock method,
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the output data of the selection circuit is transferred in synchronization with the second clock signal by a source synchronization method.
上記複数の送信側回路からのデータ転送の競合を調停するための信号の伝達は、上記第1クロック信号の波形立ち上がりエッジに同期して行われ、
上記選択回路の出力データの転送は、上記クロック信号の波形立ち上がりエッジ及び波形立ち下がりエッジに同期して行われる請求項3記載の半導体装置。 Including a clock generation circuit for generating a clock signal of a predetermined frequency;
Transmission of a signal for arbitrating data transfer contention from the plurality of transmission side circuits is performed in synchronization with a waveform rising edge of the first clock signal,
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the output data of the selection circuit is transferred in synchronization with a waveform rising edge and a waveform falling edge of the clock signal.
上記アービタは、入力アドレス信号をデコードすることで、上記複数の受信側回路のうちの一つを選択可能なデコーダを含む請求項8記載の半導体装置。 A plurality of the receiving side circuits are provided,
9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the arbiter includes a decoder capable of selecting one of the plurality of receiving side circuits by decoding an input address signal.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014000243A (en) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Daiichi Shokai Co Ltd | Game machine |
JP2016054878A (en) * | 2014-09-09 | 2016-04-21 | オリンパス株式会社 | Endoscope apparatus |
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2009
- 2009-11-02 JP JP2009251888A patent/JP2011096172A/en not_active Withdrawn
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