JP2013130952A - Data transferring apparatus and data transferring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パケットを使用してデータ転送を行うデータ転送装置及びデータ転送方法に関する。 The present invention relates to a data transfer apparatus and a data transfer method for performing data transfer using a packet.
パケットを使用してデータ転送を行う技術が様々な分野に適用されている。TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)はインターネット上のデータ転送をパケットベースで行う技術である。また、PCI−Express(Peripheral Component Interconnect−Express)は集積回路間のデータ転送をパケットベースで行う技術である。また、NoC(Network On Chip)は集積回路内のデータ転送をパケットベースで行う技術である。パケットベースでデータ転送を行うメリットは、アドレスやデータ等の転送に必要な様々な情報をセットとして少ない信号線で転送できることにある。例えば、PCI−Expressでは、2対の差動線路のみで、データ転送を行うことができる。他にも、パケットベースでデータ転送を行うメリットとして、転送レートを上げやすいという点がある。
しかし、パケットベースの転送方式においては、様々な情報を時間軸上に展開して送信するため、非パケットベースの転送方式に比べて転送に要するサイクル数が多いという問題点がある。そのため、パケット構造を工夫し、必要最低限の情報のみを転送することで、転送に要するサイクル数を減らし、転送効率を上げる技術が提案されている。例として、非特許文献1に開示されているRFC1144に規定されているV.Jacobsonのヘッダー圧縮方式がある。V.Jacobsonのヘッダー圧縮方式では、直前の転送のパケットとこれから転送を行おうとしているパケットとの比較を行い、差分のあった情報だけを転送することで、パケットを圧縮し転送効率の向上を図っている。
Techniques for transferring data using packets are applied in various fields. TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) is a technology that performs data transfer on the Internet on a packet basis. PCI-Express (Peripheral Component Interconnect-Express) is a technique for performing data transfer between integrated circuits on a packet basis. In addition, NoC (Network On Chip) is a technique for performing data transfer in an integrated circuit on a packet basis. An advantage of performing data transfer on a packet basis is that various information necessary for transfer of addresses, data, and the like can be transferred with a small number of signal lines as a set. For example, in PCI-Express, data transfer can be performed using only two pairs of differential lines. Another advantage of transferring data on a packet basis is that it is easy to increase the transfer rate.
However, the packet-based transfer method has a problem in that the number of cycles required for transfer is larger than that of the non-packet-based transfer method because various information is developed and transmitted on the time axis. Therefore, a technique has been proposed in which the packet structure is devised and only the minimum necessary information is transferred, thereby reducing the number of cycles required for transfer and increasing transfer efficiency. As an example, V.V. defined in RFC1144 disclosed in
非特許文献1のような従来技術では、直前の転送との差分しか考慮されないために、圧縮効率が良くないので転送効率を向上させ難い。
In the conventional technique such as Non-Patent
以上の課題を解決するために本発明に係るデータ転送装置は、パケットの属性情報を第1識別子と対応づけて複数保持する保持手段と、データ転送の種類を示す属性情報を含む転送要求を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した属性情報と前記保持手段の保持している属性情報とが一致すると、前記受信手段により受信した属性情報が前記保持手段により保持されるどの属性情報と一致するかを示す第1識別子を前記受信手段により受信した属性情報の代わりにパケットに含めて送信する送信手段とを有することを特徴とする。
また、本発明に係るデータ転送装置は、パケットの属性情報を前記第1識別子と対応づけて複数保持する保持手段と、第1識別子を含む転送要求を受信する受信手段と、前記保持手段の保持する属性情報のうち前記受信手段により受信した第1識別子に対応する属性情報を、前記受信手段により受信した識別子の代わりにパケットに含めて送信する送信手段とを有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a data transfer apparatus according to the present invention receives a transfer request including a holding unit that holds a plurality of packet attribute information in association with a first identifier, and attribute information indicating a type of data transfer. If the attribute information received by the receiving means matches the attribute information held by the holding means, the attribute information received by the receiving means matches with which attribute information held by the holding means Transmitting means for transmitting the first identifier indicating whether or not to be included in the packet instead of the attribute information received by the receiving means.
The data transfer apparatus according to the present invention includes a holding unit that holds a plurality of packet attribute information in association with the first identifier, a receiving unit that receives a transfer request including the first identifier, and a holding unit that holds the packet. Transmission means for transmitting the attribute information corresponding to the first identifier received by the receiving means included in the packet instead of the identifier received by the receiving means.
直前の転送との差分が大きかったとしても、2つ前や3つ前の転送との差分が小さい場合に、パケットを圧縮することができ、転送効率を上げることができる。 Even if the difference from the previous transfer is large, the packet can be compressed and the transfer efficiency can be improved when the difference from the previous transfer or the previous transfer is small.
<実施形態1>
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態1について詳細に説明する。
<
Hereinafter,
図7は、本発明の実施形態1のデータ転送装置を備えるチップ間通信システムの構成例を示す。CPU901、ROM902、RAM903は第1バス909に接続され、PCI906、USB907、IDE908は第2バス910に接続されている。そして第1バス909と第2バス910はブリッジ904とブリッジ905を介して接続されている。この構成は汎用のコンピュータにおける2チップセットの構成で代表的な構成であり、ブリッジ904を備えるチップとブリッジ905を備えるチップとを備える。
FIG. 7 shows a configuration example of an inter-chip communication system including the data transfer apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
CPU901はROM902のプログラムをRAM903に展開し、RAMからプログラムを読み込んで実行する。第2バスに接続されているPCI906、USB907、IDE908は各種周辺機器(不図示)との接続を制御する制御部である。
The
ブリッジ904はCPU又はDMAC(不図示)によって第1バス909のプロトコルに従って送信されるデータ転送要求(リードリクエスト、ライトリクエスト等)を、チップ間接続によってブリッジ905へ転送する。なお、ライトリクエストの際はRAM903のデータや不図示のレジスタの値などを包含している。ブリッジ905はブリッジ904から取得したデータを第2バス910のプロトコルに従って、各種周辺回路に転送する。また、データ転送要求は転送対象のデータの転送に用いるデータ伝達方式の種類(バースト長、排他属性、セキュリティ情報、キャッシュ利用の有無)を示す属性情報を含む。例えば、CPU又はDMAC(不図示)からPCI906、USB907、IDE908へのリードアクセスで読み出すデータ(リスポンス時)やライトアクセスで書込むデータをこの属性情報の示すデータ転送の種類で転送する。
The
ここで、リクエストに対するリスポンス(リードデータ、リクエスト完了通知等)は、リクエストの送り先からリクエスト送信元へ伝達される。その場合はブリッジ905とブリッジ904を通過し、リクエストの場合と逆のプロトコル変換をなされるので説明は省略する。
Here, the response to the request (read data, request completion notification, etc.) is transmitted from the request transmission destination to the request transmission source. In that case, since the protocol conversion is performed in reverse to the case of the request through the
なお、実施形態1のデータ転送装置を備えるチップ間通信システムの構成は図7の構成に限らず、集積回路から送受するパケットについて広く適用できる。 The configuration of the inter-chip communication system including the data transfer apparatus according to the first embodiment is not limited to the configuration of FIG.
図1はASIC_A100とASIC_B200がシリアルバス300で接続されているシステムの構成を示す。(ASICはApplication Specific Integrated Circuitの略称である。)シリアルバス300上では、パケットによるデータ転送が行われる。ASIC_A100は第1バスマスタA101、第1バスマスタB102、第1ブリッジ103、DRAMコントローラA104を有しており、各モジュールは、第1バス105によって接続されている。第1バス105は、アドレスやデータ等がそれぞれ専用線で接続されているパラレルバスである。
FIG. 1 shows a configuration of a system in which ASIC_A 100 and ASIC_B 200 are connected by a
第1バスマスタA101及び第1バスマスタB102は第1バス105を介して、第1ブリッジ103とDRAMコントローラA104との間でデータ転送を行う。DRAMコントローラA104はDRAM I/F A107を介してDRAM_A106との間でデータ転送を行う。第1ブリッジ103は第1バス105からの転送をシリアルバス300の転送に変換して、接続先のASIC_B200内の第2ブリッジ203へ転送を行う。一方、ASIC_B200は第2バスマスタA201、第2バスマスタB202、第2ブリッジ203、DRAMコントローラB204を有しており、各モジュールは、第2バス205によって接続されている。第2バス205は、アドレスやデータ等がそれぞれ専用線で接続されているパラレルバスである。
The first bus master A 101 and the first
第2ブリッジ203はシリアルバス300からの転送を第2バスの転送に変換して、第2バスを介してDRAMコントローラB204に転送する。第2バスマスタA201及び第2バスマスタB202は第2バス205を介して、DRAMコントローラB204との間でデータ転送を行う。DRAMコントローラB204はDRAM I/F B207を介してDRAM_B206との間でデータ転送を行う。なお、第1バスマスタA・Bや第2バスマスタA・Bは図7に示すCPU901や、各種周辺機器との接続を制御するPCI906、USB907、IDE908、また不図示のDMACなどバスマスタとしてリクエストを出力する構成であればよい。
The
図2は本実施形態の転送方式を実現するための第1ブリッジ103及び第2ブリッジ203の構成図である。以下にブリッジのそれぞれの処理について説明する。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
〔リクエスト送信処理〕
まず、第1ブリッジ103によるデータ転送要求(ライトリクエスト、リードリクエスト等、以降単にリクエストと称す)の送信処理について説明する。第1バスリクエスト受信部1030は第1バス105を介して、第1バスマスタA101や第1バスマスタB102からのリクエストを受信する。リクエストは、転送先のアドレス(Address)、Write転送かRead転送かを示すフラグ、書き込みデータ(Wdata)、ストローブ(Wstrb)及び転送属性情報(ReqAtrb0/1)を有する。
[Request transmission processing]
First, transmission processing of a data transfer request (write request, read request, etc., simply referred to as a request hereinafter) by the
転送属性情報(ReqAtrb0/1)は、転送長や転送の優先度等を示す情報を含む。リクエスト送信履歴保持部1036には、過去に転送した転送属性情報(ReqAtrb0/1)が複数保持される。リクエスト送信履歴保持部2036に保持される情報の例を図9に示す。リクエストパケット変換部1031は、受信したリクエストを1つ以上のパケットに変換する。
The transfer attribute information (ReqAtrb0 / 1) includes information indicating the transfer length, transfer priority, and the like. The request transmission
ここで、リクエストパケット変換部1031が変換したパケットを図3(a)及び図3(b)に示す。パケットはヘッダー及びデータによって構成される。ヘッダー及びデータ共に複数の所定長(32Bit)のキャラクタによって構成される。ヘッダーは、パケットの種類を示す識別子(Type)や転送属性情報(ReqAtrb0/1)や転送先のアドレス(Address)を有する。また、データは書き込みデータ(Wdata)やストローブ(Wstrb)によって構成され、Write転送時に生成される。
Here, the packet converted by the request
以下、リクエストパケット変換部1031におけるパケット変換処理について詳細に説明する。リクエストパケット変換部1031は、第1バスからのリクエストをパケットに変換する際に、リクエスト送信履歴保持部1036に保持されている、過去の転送属性情報(ReqAtrb0/1)を参照し、一致するものがあるか比較を行う。そして、リクエストパケット変換部1031は、比較結果に応じたパケットに変換する。
Hereinafter, packet conversion processing in the request
比較結果が一致しなかった場合は、図3(a)に示すように転送属性情報(ReqAtrb0/1)がパケットに付加される。この時パケットに付加する識別子は転送属性情報(ReqAtrb0/1)が付加されていることを示す識別子となり、Read転送であれば“00000”、Write転送であれば“01000”となる。また、リクエスト送信履歴保持部1036に転送属性情報(ReqAtrb0/1)を保持する。ただし、リクエスト送信履歴保持部1036が転送属性情報(ReqAtrb0/1)を所定数保持している状態(例えば、保持可能な最大数保持している)であるならば、保持されている最も古い転送属性情報(ReqAtrb0/1)を削除する。そして、代わりにこれから転送を行う転送属性情報(ReqAtrb0/1)を保持する。
When the comparison results do not match, the transfer attribute information (ReqAtrb0 / 1) is added to the packet as shown in FIG. At this time, the identifier added to the packet is an identifier indicating that the transfer attribute information (ReqAtrb0 / 1) is added, and is “00000” for Read transfer and “01000” for Write transfer. Further, the transfer attribute information (ReqAtrb0 / 1) is held in the request transmission
一方で、比較結果が一致した場合は、図3(b)に示すように転送属性情報(ReqAtrb0/1)をパケットに付加しない。この時パケットに付加する識別子は転送属性情報(ReqAtrb0/1)がリクエスト送信履歴保持部1036に保持されているどの転送属性情報(ReqAtrb0/1)と一致するかを示す識別子となる。
On the other hand, when the comparison results match, the transfer attribute information (ReqAtrb0 / 1) is not added to the packet as shown in FIG. At this time, the identifier added to the packet is an identifier indicating which transfer attribute information (ReqAtrb0 / 1) held in the request transmission
図4にパケット変換処理で付加する識別子の詳細を示す。本実施形態では、リクエスト送信履歴保持部1036は図9に示すように4個まで過去に転送したパケットの転送属性情報を記憶するものとする。識別子の最上位ビットは過去の転送情報と一致するか否かを示す識別子(第2識別子)であり、0であれば一致しない事を示し、1であれば一致する事を示す。識別氏の上位から2番目のビットはRead転送かWrite転送かを示す識別氏であり、0であればRead転送を1であればWrite転送を示す。識別氏の上位から3番目のビットはRequestかResponseかを示す識別氏であり、0であればRequestを1であればResponseを示す。識別子の下位2ビット(第1識別子)は過去の転送情報と一致する場合に、どの組合せと一致するかを示す。例えば下位2ビットが“00”であれば組合せ1と一致し、下位2ビットが“01”であれば組合せ2と一致する。例えばRead転送時に過去の転送属性情報の組合せ3と転送属性情報が一致しているならば、今回転送するパケットの識別子は“10010”となる。なお、図9に示す転送属性情報はAXI(Advanced eXtensible Interface)に対応しており、その詳細は後述する。
FIG. 4 shows details of the identifier added in the packet conversion process. In the present embodiment, the request transmission
本実施形態のリクエストパケット変換部1031によって生成されるパケットは、直前の転送だけでなく、過去数個前の転送と転送属性情報(ReqAtrb0/1)が一致すれば、一致しなかった時のパケットに比べて1キャラクタ少ないパケットとなる。リクエストパケット送信部1032は、パケットに変換されたリクエストをパラレルーシリアル変換し、シリアルバス300へ送信する。
The packet generated by the request
パラレルーシリアル変換の例を図5に示す。図5において“N”は非転送期間(NOP)を示し、“S”はスタートビットを示す。また、数字はキャラクタ内のBit位置を示す。パラレルーシリアル変換は、32Bit単位のキャラクタごと行われる。32Bit単位のキャラクタにキャラクタの先頭を示す2Bitのスタートビットが付加され、まず。2Bitのスタートビットが送信される。その後32Bit単位のキャラクタの最上位Bitから順に1Bitずつ送信が行われる。パラレルーシリアル変換されたキャラクタはクロックとともにシリアルバス300を介して、受信側のASIC_B200に送信される。
An example of parallel-serial conversion is shown in FIG. In FIG. 5, “N” indicates a non-transfer period (NOP), and “S” indicates a start bit. The number indicates the bit position in the character. Parallel-serial conversion is performed for each character in units of 32 bits. First, a 2-bit start bit indicating the head of the character is added to the 32-bit unit character. A 2-bit start bit is transmitted. Thereafter, transmission is performed 1 bit at a time in order from the most significant bit of the 32-bit character. The parallel-serial converted character is transmitted to the receiving
〔リクエスト受信処理〕
続いて、第2ブリッジ203によるリクエストの受信処理について説明する。リクエストパケット受信部2030はシリアルバス300を介してASIC_A100から送信された、キャラクタを受信し、シリアルーパラレル変換する。シリアルーパラレル変換は、32Bit単位のキャラクタごと行われる。まず、2Bitのスタートビットの認識を行う。2Bitのスタートビットが認識されたならば、後続の32Bitのシリアルデータを受信しパラレルデータに変換し32Bitのキャラクタを生成する。
[Request reception processing]
Next, a request reception process by the
リクエスト受信履歴保持部2036には、過去に転送した転送属性情報(ReqAtrb)が複数保持される。リクエスト受信履歴保持部2036に保持される情報の例を図10に示す。リクエストパケット逆変換部2031は、転送の種類を示す識別子(Type)を含むパケットを第2バスへのリクエスト形式へ変換する処理を行う。識別子の詳細な説明はリクエスト送信処理の説明と同じであるためここでは割愛する。パケットの種類を示す識別子が、転送属性情報(ReqAtrb0/1)が付加されていることを示していれば、受信したパケットから転送属性情報(ReqAtrb0/1)を抽出し、第2バスへのリクエスト形式に変換する。また、抽出した転送属性情報(ReqAtrb0/1)をリクエスト受信履歴保持部2036に保持する。ただし、リクエスト受信履歴保持部2036に保持されている転送属性情報(ReqAtrb0/1)の数が、保持可能な最大数であるならば、保持されているもっとも古い転送属性情報(ReqAtrb)を削除する。そして、代わりに受信した転送属性情報(ReqAtrb0/1)を保持する。
The request reception
一方、パケットの種類を示す識別子が、転送属性情報(ReqAtrb0/1)が付加されていないことを示していれば、リクエストパケット逆変換部2031はリクエスト受信履歴保持部2036に保持されている転送属性情報(ReqAtrb0/1)を参照する。例えば、識別子が“10010”であれば、組合せ3の転送属性情報が参照される。そして、識別子に対応する転送属性情報(ReqAtrb0/1)を用いて、第2バスへのリクエスト形式に変換する。第2バスリクエスト送信部2032は、第2バスへのリクエスト形式に変換されたリクエストをDRAMコントローラB204へ第2バス205を介して送信する。
On the other hand, if the identifier indicating the packet type indicates that the transfer attribute information (ReqAtrb0 / 1) is not added, the request packet
〔レスポンス送信処理〕
続いて、第2ブリッジ203によるレスポンスの送信処理について説明する。第2バスレスポンス受信部2033は第2バス205を介して、DRAMコントローラB204からのレスポンスを受信する。レスポンスは、エラーか否かを示すステータス情報(RespSt)、読み出しデータ(Rdata)、及び転送長や転送のプライオリティーを示す転送属性情報(RespAtrb0/1)によって構成される。レスポンス送信履歴保持部2037には、少なくとも2個以上の過去の転送の転送属性情報(RespAtrb0/1)が保持される。レスポンス送信履歴保持部2037に保持される情報の例を図9に示す。レスポンスパケット変換部2034は、受信したレスポンスをパケットに変換する。変換されるパケットの例を図3(c)及び図3(d)に示す。パケットはヘッダー及びデータによって構成される。ヘッダー及びデータ共に複数の32Bit単位のキャラクタによって構成される。ヘッダーは、転送の種類を示す識別子(Type)やステータス(RespSt)や転送属性情報(RespAtrb0/1)によって構成される。図4に識別子の例を示す。識別子の詳細な説明はリクエスト送信処理の説明と同じであるためここでは割愛する。また、データは読み出しデータ(Rdata)によって構成され、Read転送時にのみ生成される。以下、レスポンスパケット変換部2034におけるパケット変換処理について詳細に説明する。
[Response transmission processing]
Next, a response transmission process by the
レスポンスパケット変換部2034は、第2バスからのレスポンスをパケットに変換する際に、レスポンス送信履歴保持部2037に保持されている、過去の転送属性情報(RespAtrb0/1)を参照し、一致するものがあるか比較を行う。比較結果に応じて、異なるパケットへの変換が行われる。
The response
比較結果が一致しなかった場合は、図3(c)に示すように転送属性情報(RespAtrb0/1)がパケットに付加される。この時の転送の識別子は転送属性情報(RespAtrb0/1)が付加されていることを示す識別子となり、Read転送であれば“00100”、Write転送であれば“01100”となる。また、レスポンス送信履歴保持部2037に転送属性情報(RespAtrb)を保持する。ただし、レスポンス送信履歴保持部2037に保持されている転送属性情報(RespAtrb0/1)の数が、保持可能な最大数であるならば、保持されているもっとも古い転送属性情報(RespAtrb0/1)を削除する。そして、代わりにこれから転送を行う転送属性情報(RespAtrb0/1)を保持する。
When the comparison results do not match, the transfer attribute information (RespAtrb0 / 1) is added to the packet as shown in FIG. The transfer identifier at this time is an identifier indicating that transfer attribute information (RespAtrb0 / 1) is added, and is “00100” for Read transfer and “01100” for Write transfer. Also, the transfer attribute information (RespAtrb) is held in the response transmission
一方、比較結果が一致した場合は、レスポンスパケット変換部2034は図3(d)に示すように転送属性情報(RespAtrb0/1)をパケットに付加しない。この時の転送の識別子は転送属性情報(RespAtrb0/1)がレスポンス送信履歴保持部2037に保持されているどの転送属性情報(RespAtrb0/1)と一致するかを示す識別子となる。
On the other hand, when the comparison results match, the response
図4に識別子の例を示す。識別子の詳細な説明はリクエスト送信処理の説明と同じであるためここでは割愛する。本実施形態のレスポンスパケット変換部2034によって生成されるパケットは、直前の転送だけでなく、過去数個前の転送と転送属性情報(RespAtrb0/1)が一致すれば、一致しなかった時のパケットに比べて1キャラクタ少ないパケットとなる。
FIG. 4 shows examples of identifiers. Since the detailed description of the identifier is the same as the description of the request transmission process, it is omitted here. The packet generated by the response
レスポンスパケット送信部2035は、パケットに変換されたレスポンスをパラレルーシリアル変換し、シリアルバス300へ送信する。パラレルーシリアル変換の動作は、リクエストパケット送信部1032の動作と同じであるため、ここでは説明を省略する。パラレルーシリアル変換されたキャラクタはクロックとともにシリアルバス300を介して、受信側のASIC_A100に送信される。
The response
〔レスポンス受信処理〕
続いて、第1ブリッジ103によるレスポンスの受信処理について説明する。レスポンスパケット受信部1033はシリアルバス300を介してASIC_B200から送信された、キャラクタを受信し、シリアルーパラレル変換する。シリアルーパラレル変換の動作は、リクエストパケット受信部2030の動作と同じであるため、ここでは説明を省略する。
[Response reception processing]
Next, a response reception process by the
レスポンス受信履歴保持部1037には、少なくとも2個以上の過去の転送に転送属性情報(RespAtrb0/1)が保持される。レスポンス受信履歴保持部1037に保持される情報の例を図10に示す。レスポンスパケット逆変換部1034は、転送の種類を示す識別子(Type)によって行われるパケットから第1バスへのレスポンス形式への変換を行う。識別子の詳細な説明はリクエスト送信処理の説明と同じであるためここでは割愛する。パケットの種類を示す識別子が、転送属性情報(RespAtrb0/1)が付加されているパケットを示しているならば、受信したパケットから転送属性情報(RespAtrb0/1)を抽出し、第1バスへのレスポンス形式に変換する。また、抽出した転送属性情報(RespAtrb0/1)をレスポンス受信履歴保持部1037に保持する。ただし、レスポンス受信履歴保持部1037に保持されている転送属性情報(RespAtrb0/1)の数が、保持可能な最大数であるならば、保持されているもっとも古い転送属性情報(RespAtrb)を削除する。そして、代わりに受信した転送属性情報(RespAtrb0/1)を保持する。一方、パケットの種類を示す識別子が、転送属性情報(RespAtrb0/1)が付加されていないことを示す識別子であるならば、レスポンス受信履歴保持部1037に保持されている転送属性情報(RespAtrb0/1)を参照する。例えば、識別子が“10110”であれば、組合せ3の転送属性情報が参照される。そして、参照された転送属性情報(RespAtrb0/1)を用いて、第1バスへのレスポンス形式に変換する。第1バスレスポンス送信部1035は、第1バスへのレスポンス形式に変換されたレスポンスを対応するリクエストを発行した第1バスマスタへ第1バス105を介して送信する。
The response reception
〔AXI〕
図8は集積回路内で用いられるバスのプロトコルであるAXI(Advanced eXtensible Interface)バスの制御信号および、アドレス/データ/属性情報を示す。
[AXI]
FIG. 8 shows control signals and address / data / attribute information of an AXI (Advanced Extensible Interface) bus which is a bus protocol used in the integrated circuit.
AXIバスプロトコルは、5つのチャネルと呼ばれる転送路を有する。各チャネルは、リードのアドレスを運ぶリードアドレスチャネル、ライトのアドレスを運ぶライトアドレスチャネル、リードの応答・データを運ぶリードデータチャネル、ライトのデータを運ぶライトデータチャネル、ライトのレスポンスを運ぶライト応答チャネルである。それぞれのチャネルは転送のやり取り・タイミングを司るValid,Ready信号によってハンドシェークを行い、一連の転送の手続きを行う。また、それぞれのチャネルには、データ転送の基本情報となるアドレスやデータ以外に、転送の属性情報として、転送タイプを示すxBURST,転送長を示すxLEN、アトミック転送を示すxLOC、キャッシュの制御情報を示すxCACHE、転送のセキュリティ情報を示すxPROT、転送のデータ幅のサイズxSIZE、転送の優先度を示すxQOS、転送領域区間を示すxBURST、ユーザの任意の情報を運ぶxUSER信号が規定されている。 The AXI bus protocol has a transfer path called five channels. Each channel has a read address channel carrying a read address, a write address channel carrying a write address, a read data channel carrying a read response / data, a write data channel carrying a write data, and a write response channel carrying a write response. It is. Each channel performs a handshake by a Valid / Ready signal that controls transfer exchange / timing, and performs a series of transfer procedures. In addition to the address and data, which are basic information for data transfer, each channel includes transfer attribute information xBURST indicating transfer type, xLEN indicating transfer length, xLOC indicating atomic transfer, and cache control information. XCACHE indicating transfer security information, xPROT indicating transfer data width, xSIZE indicating transfer priority, xQOS indicating transfer priority, xBURST indicating a transfer area section, and xUSER signal carrying arbitrary user information are defined.
〔履歴保持部〕
履歴保持部(1036、2037、2036、1038)は、既に保持している属性情報と同じものは保持せず、既に保持しているものと異なる属性情報が受信された場合(パケット変換部からすると、バスから受信した属性情報を識別子に置き換えなかった場合に相当する)にそれを保持する。追加保持する際には、保持されているもっとも古いものを追加するものに書き換える。既に履歴として保持しているかどうかは送信側で判断され、受信側へはパケットの識別子で、保持されているかどうかまた、保持されているとしたらどの情報と合致するかが判断される。
[History holding section]
The history holding unit (1036, 2037, 2036, 1038) does not hold the same attribute information as already held, and when attribute information different from the already held attribute information is received (from the packet conversion unit) This corresponds to the case where the attribute information received from the bus is not replaced with the identifier). When adding and holding, the oldest held one is rewritten to add. Whether it is already held as a history is determined on the transmission side, and on the receiving side, it is determined by the identifier of the packet, whether it is held, and what information matches if it is held.
図9は各送信履歴保持部(1036、2037)、受信履歴保持部(2036、1038)が保持する履歴テーブルを示す。履歴テーブルは複数の属性情報の組合せを保持している。図示していないが、其々のエントリに格納されている組合せについて、直近で何個前に転送パケットであるかが分かる情報を対応付けて記憶しておくことが好ましい。 FIG. 9 shows a history table held by each transmission history holding unit (1036, 2037) and reception history holding unit (2036, 1038). The history table holds a combination of a plurality of attribute information. Although not shown, it is preferable to store the information stored in each entry in association with information that indicates the most recent transfer packet.
第1バス(AXI)、第2バス(AXI)の属性情報は、排他制御属性(LOCK)、キャッシュの属性(CACHE)、セキュリティ属性(PORT)、データサイズ(SIZE)、リクエストタイプ(BURST)、送信元(ID)等を有する。 The attribute information of the first bus (AXI) and the second bus (AXI) includes an exclusive control attribute (LOCK), a cache attribute (CACHE), a security attribute (PORT), a data size (SIZE), a request type (BURST), It has a transmission source (ID) and the like.
排他制御属性(LOCK)は、受信装置側でシステムバスを独占的に使用する手続きを行った上で転送を行うか否かを示す。排他制御属性(LOCK)信号として、バスロックを行う転送を行うかどうかを示す“Lock”ビットと、システム性能の向上を図るための排他転送を行うかどうかを示す“Exclusive”ビットと、について各々1ビットで表現している。 The exclusive control attribute (LOCK) indicates whether or not the transfer is performed after performing a procedure for exclusively using the system bus on the receiving device side. As an exclusive control attribute (LOCK) signal, a “Lock” bit indicating whether or not to perform a bus lock transfer, and an “Exclusive” bit indicating whether or not to perform an exclusive transfer for improving system performance, respectively. It is expressed by 1 bit.
キャッシュ属性(CACHE)は、受信装置がデータの転送先までの経路において転送内容のバッファリングを許可するか否かを示す。キャッシュ属性(CACHE)には4ビット割り当てられ、キャッシュ可能かどうかを示すビット、バッファリングが可能かどうかを示すビット、キャッシュミスした際にWriteThrough やWriteBack などといったキャッシュシステム自身に指示を出すフィールド(2ビット)がある。 The cache attribute (CACHE) indicates whether or not the receiving apparatus permits buffering of transfer contents in the route to the data transfer destination. 4 bits are allocated to the cache attribute (CACHE), a bit indicating whether or not caching is possible, a bit indicating whether or not buffering is possible, and a field (2 that indicates to the cache system itself such as WriteThrough and WriteBack when a cache miss occurs Bit).
セキュリティ属性は、セキュリティレベルの高いスレーブにデータが受信されるように手続きを行った上で転送を行うか否かを示す。 The security attribute indicates whether or not the transfer is performed after performing a procedure so that data is received by a slave having a high security level.
リクエストタイプ(BURST)は転送のタイプを示し、INCR(連続アドレス転送)/FIXED(アドレス固定)/WRAP(キャッシュミスの際のアドレッシング)の3つを2ビットにエンコードして表現している。 The request type (BURST) indicates the type of transfer, and is expressed by encoding three of INCR (continuous address transfer) / FIXED (address fixed) / WRAP (addressing at the time of cache miss) into 2 bits.
データサイズはデータサイズの示す単位でデータ転送を行うことを示す。例えば、物理的なデータ幅が128ビットだとしても、8bit/16bit/../128bitの様に、どのデータ幅分を転送に使用しているかを示す。なお、説明を簡単にするために送信履歴保持部がテーブルを保持している例について説明しているが、同等の情報であればテーブル形式にする必要はない。 The data size indicates that data transfer is performed in the unit indicated by the data size. For example, even if the physical data width is 128 bits, 8 bits / 16 bits /. . This indicates which data width is used for transfer, such as / 128 bits. In order to simplify the description, an example in which the transmission history holding unit holds a table has been described. However, it is not necessary to use a table format if the information is equivalent.
以上のように実施形態1では、第1ブリッジ103はリクエストパケットの生成を行う際に、直前の転送だけでなく過去数個前の転送の転送属性情報(ReqAtrb0/1)を参照する。そして、参照された転送属性情報(ReqAtrb0/1)とこれから転送を行う転送の転送属性情報(RespAtrb0/1)の比較を行う。比較結果が一致したときには、転送属性情報(ReqAtrb0/1)をパケットに付加しないことで、転送に必要なキャラクタ数を削減している。このような構成だと、直前の転送と、転送属性情報(ReqAtrb0/1)が一致していないが、2個前や3個前の転送と転送属性情報(RespAtrb0/1)が一致している場合にも、転送に必要なキャラクタ数を削減し、転送の効率を高めることができる。
As described above, in the first embodiment, when generating a request packet, the
一方、本実施形態の、第2ブリッジ203はレスポンスパケットの生成を行う際に、直前の転送だけでなく過去数個前の転送の転送属性情報(RespAtrb0/1)を参照する。そして、参照された転送属性情報(RespAtrb0/1)とこれから転送を行う転送の転送属性情報(RespAtrb0/1)の比較を行う。比較結果が一致したときには、転送属性情報(RespAtrb0/1)をパケットに付加しないことで、転送に必要なキャラクタ数を削減している。このような構成だと、直前の転送と、転送属性情報(RespAtrb0/1)が一致していないが、2個前や3個前の転送と転送属性情報(RespAtrb0/1)が一致している場合にも、転送に必要なキャラクタ数を削減し、転送の効率を高めることができる。
On the other hand, when generating the response packet, the
図6(a)に従来例におけるリクエストパケット送信に要するサイクル数を、図6(b)に本発明におけるリクエストパケット送信に要するサイクル数を示す。図中の数字は転送に要するサイクル数を示すものとする。図6(a)及び(b)の例では第1バスマスタA101からのリクエスト(図中のA1〜A4)と第1バスマスタB102からのリクエスト(図中のB1〜B4)が交互に第1ブリッジ103に送信される例である。なお、全ての転送は64BitのSingle Write転送とする。この例において、第1バスマスタA101から発行される転送属性情報(ReqAtrb0/1)と第1バスマスタB102から発行される転送属性情報(ReqAtrb0/1)は異なっているものとする。図6(a)の例においては、パケット生成の際にキャラクタの削減が行われず、各マスタからの全のパケットは3キャラクタのヘッダー及び3キャラクタのデータによって構成され、全部で6キャラクタのパケットとなる。よって、各マスタから4つのWrite転送を行うのに、6(キャラクタ数)*4(各マスタあたりの転送数)*2(マスタ数)=48キャラクタ必要になる。各キャラクタの転送には34サイクルかかるため、従来例の転送には48*34=1632サイクル必要になる。本発明によれば、各マスタからの2転送目以降のパケット生成の際に、キャラクタの削減が行われる。そのため、キャラクタの削減が行われないパケットのキャラクタ数が6キャラクタであるのに対して、各マスタからの2転送目以降の転送のキャラクタ数は5キャラクタに削減できる。よって、各マスタから4つのWrite転送を行うのに必要なキャラクタ数は、6(1転送目のキャラクタ数)*2(マスタ数)+5(2転送目以降のキャラクタ数)*3(各マスタからの総転送数―1)*2(マスタ数)=42キャラクタとなる。各キャラクタの転送には34サイクルかかるため、本発明の転送には42*34=1428サイクル必要になる。従来例では、同じ転送に1632サイクル必要になるため、本発明では従来例よりも204サイクル転送に必要なサイクル数を削減できる。
FIG. 6A shows the number of cycles required for request packet transmission in the conventional example, and FIG. 6B shows the number of cycles required for request packet transmission in the present invention. The numbers in the figure indicate the number of cycles required for transfer. In the example of FIGS. 6A and 6B, requests from the first bus master A101 (A1 to A4 in the figure) and requests from the first bus master B102 (B1 to B4 in the figure) are alternately switched to the
なお、本実施形態では、Type内に転送属性情報が一致する過去の転送番号を付与したが、第一キャラクタ内のReserved領域に転送番号を付与することで、過去の転送属性情報の参照数を増やしてもよい。 In the present embodiment, a past transfer number having the same transfer attribute information in Type is assigned. However, by assigning a transfer number to the Reserved area in the first character, the reference number of the past transfer attribute information is obtained. May increase.
<実施形態2>
実施形態1記載のリクエスト送信履歴保持部1036及びリクエスト受信履歴保持部2036は、新しい転送の転送属性情報(ReqAtrb0/1)を優先的に保持していた。しかし、リクエスト送信履歴保持部1036及びリクエスト受信履歴保持部2036には転送を行う際の属性情報の比較の結果、一致回数の多い転送の転送属性情報(ReqAtrb0/1)を優先的に保持するように構成することもできる(一致回数の多い転送属性情報とはパケットに付与した回数の多い転送属性情報に相当し、その場合はパケとに付与した回数の少ない転送属性情報から置き換えることになる)。また、実施形態1記載のレスポンス送信履歴保持部2037及びレスポンス受信履歴保持部1037は、新しい転送の転送属性情報(RespAtrb0/1)を優先的に保持していた。しかし、レスポンス送信履歴保持部2037及びレスポンス受信履歴保持部1037には転送を行う際の属性情報の比較の結果、一致回数の多い転送の転送属性情報(RespAtrb0/1)を優先的に保持するように構成することもできる。以降の説明では実施形態1と同一機能を有する構成には同一符号を付すとともに、機能的に変わらないものについてはその説明を省略する。
<
The request transmission
〔リクエスト送信処理〕
リクエスト送信履歴保持部1036には、実施形態1のリクエスト送信履歴保持部1036に対して、さらに何回の転送と転送属性情報(ReqAtrb0/1)が一致したかを示す識別子が保持される。リクエストパケット変換部1031は、第1バスからのリクエストをパケットに変換する際に、リクエスト送信履歴保持部1036に保持されている、過去の転送属性情報(ReqAtrb0/1)を参照し、一致するものがあるか比較を行う。比較結果に応じて、異なるパケットへの変換が行われる。比較結果が一致しなかった場合は、実施形態1と同様にパケットを生成し、リクエスト送信履歴保持部1036に転送属性情報(ReqAtrb0/1)を保持する。ただし、リクエスト送信履歴保持部1036に保持されている転送属性情報(ReqAtrb0/1)の数が、保持可能な最大数であるならば、リクエスト送信履歴保持部1036に保持されている一致数を示す識別子を参照する。参照の結果最も一致数の少ない転送属性情報(ReqAtrb0/1)を削除する。そして、代わりにこれから転送を行う転送属性情報(ReqAtrb0/1)を保持する。一方、比較結果が一致した場合は、実施形態1と同様にパケットを生成する。さらに、リクエスト送信履歴保持部1036に保持されている一致した転送属性情報(ReqAtrb0/1)の一致数を示す識別子の値を1増加させる。
[Request transmission processing]
The request transmission
〔リクエスト受信処理〕
リクエスト受信履歴保持部2036には、実施形態1のリクエスト受信履歴保持部2036に対して、さらに何回の転送と転送属性情報(ReqAtrb0/1)が一致したかを示す識別子が保持される。リクエストパケット逆変換部2031は、転送の種類を示す識別子(Type)によってパケットから第2バスへのリクエスト形式への変換を行う。パケットの種類を示す識別子が、転送属性情報(ReqAtrb0/1)が付加されているパケットを示しているならば、実施形態1と同様に、第2バスへのリクエスト形式に変換する。また、抽出した転送属性情報(ReqAtrb0/1)をリクエスト受信履歴保持部2036に保持する。ただし、リクエスト受信履歴保持部2036に保持されている転送属性情報(ReqAtrb0/1)の数が、保持可能な最大数であるならば、リクエスト受信履歴保持部2036に保持されている一致数を示す識別子を参照する。参照の結果最も一致数の少ない転送属性情報(ReqAtrb0/1)を削除する。そして、代わりに受信した転送属性情報(ReqAtrb0/1)を保持する。一方、パケットの種類を示す識別子が、転送属性情報(ReqAtrb0/1)が付加されていないことを示す識別子であるならば、実施形態1と同様に第2バスへのリクエスト形式に変換する。さらに、リクエスト受信履歴保持部2036に保持されている一致した転送属性情報(ReqAtrb0/1)の一致数を示す識別子の値を1増加させる。
[Request reception processing]
The request reception
〔レスポンス送信処理〕
レスポンス送信履歴保持部2037には、実施形態1のレスポンス送信履歴保持部2037に対して、さらに何回の転送と転送属性情報(RespAtrb0/1)が一致したかを示す識別子が保持される。レスポンスパケット変換部2034は、第2バスからのレスポンスをパケットに変換する際に、レスポンス送信履歴保持部2037に保持されている、過去の転送属性情報(RespAtrb0/1)を参照し、一致するものがあるか探索を行う。比較結果に応じて、異なるパケットへの変換が行われる。比較結果が一致しなかった場合は、実施形態1と同様にパケットを生成し、レスポンス送信履歴保持部2037に転送属性情報(RespAtrb0/1)を保持する。ただし、レスポンス送信履歴保持部2037に保持されている転送属性情報(RespAtrb0/1)の数が、保持可能な最大数であるならば、レスポンス送信履歴保持部2037に保持されている一致数を示す識別子を参照する。参照の結果最も一致数の少ない転送属性情報(RespAtrb0/1)を削除する。そして、代わりにこれから転送を行う転送属性情報(RespAtrb0/1)を保持する。比較結果が一致した場合は、実施形態1と同様にパケットを生成する。さらに、レスポンス送信履歴保持部2037に保持されている一致した転送属性情報(RespAtrb0/1)の一致数を示す識別子の値を1増加させる。
[Response transmission processing]
The response transmission
〔レスポンス受信処理〕
レスポンス受信履歴保持部1037には、実施形態1のレスポンス受信履歴保持部1037に対して、さらに何回の転送と転送属性情報(RespAtrb0/1)が一致したかを示す識別子が保持される。レスポンスパケット逆変換部1034は、転送の種類を示す識別子(Type)によってパケットから第1バスへのレスポンス形式への変換を行う。パケットの種類を示す識別子が、転送属性情報(RespAtrb0/1)が付加されているパケットを示しているならば、実施形態1と同様に、第1バスへのレスポンス形式に変換する。また、抽出した転送属性情報(RespAtrb0/1)をレスポンス受信履歴保持部1037に保持する。ただし、レスポンス受信履歴保持部1037に保持されている転送属性情報(RespAtrb0/1)の数が、保持可能な最大数であるならば、レスポンス受信履歴保持部1037に保持されている一致数を示す識別子を参照する。参照の結果最も一致数の少ない転送属性情報(RespAtrb0/1)を削除する。そして、代わりに受信した転送属性情報(RespAtrb0/1)を保持する。一方、パケットの種類を示す識別子が、転送属性情報(RespAtrb0/1)が付加されていないことを示す識別子であるならば、実施形態1と同様に第1バスへのレスポンス形式に変換する。さらに、レスポンス受信履歴保持部1037に保持されている一致した転送属性情報(RespAtrb0/1)の一致数を示す識別子の値を1増加させる。
[Response reception processing]
The response reception
以上のように本実施形態によれば、実施形態1に比べて更に効率良く転送情報を圧縮することができる。 As described above, according to the present embodiment, transfer information can be compressed more efficiently than in the first embodiment.
また、上述の実施形態では、集積回路間(チップ間、モジュール間)におけるデータ転送について説明したが、本発明は同一集積回路(同一チップ、同一モジュール)内におけるデータ転送にも適用することもできる。 In the above-described embodiment, data transfer between integrated circuits (between chips and modules) has been described. However, the present invention can also be applied to data transfer within the same integrated circuit (same chip, same module). .
ただし、チップ間の転送は、チップ内の転送に比べて、データを転送する能力が低く、システムのボトルネックとなる可能性が高い。チップ内の転送では、「属性情報」「アドレス」「データ」についてそれぞれに物理的に信号線が存在し、同時・並列的に転送することができる。一方、チップ間の転送では、製品のコストを下げようとすると共通の信号線を利用してすることになり(チップのIOピンはコスト上昇を招くため)、時系列に転送するので、上述の実施形態による転送効率の向上はチップ内転送に比べて顕著である。 However, transfer between chips has a lower ability to transfer data than transfer within a chip, and is likely to be a bottleneck of the system. In the transfer within the chip, signal lines physically exist for “attribute information”, “address”, and “data”, respectively, and can be transferred simultaneously and in parallel. On the other hand, when transferring between chips, a common signal line is used to reduce the cost of the product (since the IO pins of the chip cause an increase in cost), and transfer is performed in time series. The improvement in transfer efficiency according to the embodiment is remarkable as compared with the transfer in the chip.
さらに、アドレスの上位又は下位について変動しないことが予め分かっている部分があることが予め分かっている場合は属性情報テーブルに上位(又は下位)アドレス情報を含ませて、属性情報と変動のないアドレスの一部分(上位又は下位数ビット分)を一緒に圧縮するように構成してもよい。例えば、ソフトウェアのアドレスマップの特性やバスの規格を考慮すると、あるモジュールにアクセスする場合には常に上位4ビットは固定の”0000”となることが考えられる。その場合は、テーブルに上位アドレス比較値を入れておけば変動のないアドレスビット数分さらにデータ転送効率がよくなる(下位アドレスについても同様)。この場合、変動のないアドレス部分を識別子で置換する場合には、属性情報の組合せが一致することだけを確かめて置換するようにしてもよい。 Furthermore, if it is known in advance that there is a part that is known not to change for the upper or lower address, the address that does not change with the attribute information is included in the attribute information table by including the upper (or lower) address information. May be configured such that a part of them (upper or lower several bits) is compressed together. For example, in consideration of the characteristics of the software address map and the bus standard, when accessing a certain module, the upper 4 bits are always fixed to “0000”. In that case, if the upper address comparison value is entered in the table, the data transfer efficiency is further improved by the number of address bits without fluctuation (the same applies to the lower address). In this case, when replacing an unchanged address part with an identifier, it may be replaced only by confirming that the combination of attribute information matches.
また、上述の実施形態では属性情報の組合せが保持しているものと一致しない場合は、一致していないことを示す識別子を付加するだけであるが、属性情報の組合せが一致しなくても変動しないアドレス部分を置換するように構成してもよい。その場合には複合側は常に変動しないアドレス部分を付加する構成を設ければよい。 In the above-described embodiment, if the combination of attribute information does not match what is held, only an identifier indicating that the combination does not match is added. The address portion that is not to be replaced may be replaced. In that case, the composite side may be provided with a configuration for adding an address portion that does not always change.
また、上述の実施形態では図1における第1バス105、第2バス205、または図7におけるバス909とバス910に用いるプロトコルとしてAXIを挙げて説明したが、本発明はデータ、アドレス、属性情報を組み合わせて転送するプロトコルであれば広く効果を発揮することができる。なお、複数の転送内容を1つの属性情報として複数のビット数で表現している場合であっても本発明は適用できる。
In the above-described embodiment, AXI has been described as the protocol used for the
Claims (12)
データ転送の種類を示す属性情報を含む転送要求を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した属性情報と前記保持手段の保持している属性情報とが一致すると、前記受信手段により受信した属性情報が前記保持手段により保持されるどの属性情報と一致するかを示す第1識別子を前記受信手段により受信した属性情報の代わりにパケットに含めて送信する送信手段とを有することを特徴とするデータ転送装置。 Holding means for holding a plurality of packet attribute information in association with the first identifier;
Receiving means for receiving a transfer request including attribute information indicating a type of data transfer;
When the attribute information received by the receiving unit matches the attribute information held by the holding unit, the attribute information received by the receiving unit matches the attribute information held by the holding unit. A data transfer apparatus comprising: a transmission unit that includes one identifier in a packet instead of the attribute information received by the reception unit and transmits the packet.
過去に受信したパケットの属性情報を前記第1識別子と対応づけて複数保持する保持手段と、
前記保持手段の保持する属性情報のうち前記受信手段により受信した第1識別子に対応する属性情報を、前記受信手段により受信した識別子の代わりにパケットに含めて送信する送信手段とを有することを特徴とするデータ転送装置。 Receiving means for receiving a transfer request including the first identifier;
Holding means for holding a plurality of attribute information of packets received in the past in association with the first identifier;
Transmitting means for transmitting attribute information corresponding to the first identifier received by the receiving means out of the attribute information held by the holding means in a packet instead of the identifier received by the receiving means. A data transfer device.
前記受信手段により受信した属性情報と前記保持手段の保持している属性情報とが一致すると、前記受信手段により受信した属性情報が前記保持手段により保持されるどの属性情報と一致するかを示す第1識別子を前記受信手段により受信した属性情報の代わりにパケットに含めて送信することを特徴とするデータ転送方法。 A data transfer method by a data transfer apparatus, comprising: a holding unit that holds a plurality of packet attribute information in association with a first identifier; and a receiving unit that receives a transfer request including attribute information indicating a type of data transfer. ,
When the attribute information received by the receiving unit matches the attribute information held by the holding unit, the attribute information received by the receiving unit matches the attribute information held by the holding unit. A data transfer method characterized in that one identifier is included in a packet instead of the attribute information received by the receiving means and transmitted.
前記保持手段が保持する属性情報のうち前記受信手段により受信した第1識別子に対応する属性情報を、前記受信手段により受信した識別子の代わりにパケットに含めて送信することを特徴とするデータ転送方法。 A data transfer method by a data transfer apparatus comprising: a holding unit that holds a plurality of packet attribute information in association with the first identifier; and a receiving unit that receives a transfer request including the first identifier,
A data transfer method characterized in that attribute information corresponding to a first identifier received by the receiving means among attribute information held by the holding means is included in a packet instead of the identifier received by the receiving means and transmitted. .
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