DSP工程应用中高速接口Rapid IO(SRIO)协议
Rapid IO技术最初是由Freescale 和Mercury 共同研发的一项互连技术,其研发初衷是作为处理器的前端总线,用于处理器之间的互连,但在标准制定之初,其创建者就意识到了RapidIO还可以做为系统级互连的高效前端总线而使用。1999年完成第一个标准的制定,2003 年5月,Mercury Computer Systems公司首次推出使用Rapid IO技术的多处理器系统ImpactRT 3100, 表明Rapid IO已由一个标准制定阶段进展到产品阶段,到目前为止,Rapid IO已经成为电信,通迅以及嵌入式系统内的芯片与芯片之间,板与板之间的背板互连技术的生力军。
Rapid IO 是针对嵌入式系统的独特互连需求而提出的,那么我们首先来说明嵌入式系统互连的一些基本需求:嵌入式系统需要的是一种标准化的互连设计,要满足以下几个基本的特点:高效率、低系统成本,点对点或是点对多点的通信,支持DMA操作,支持消息传递模式交换数据,支持分散处理和多主控系统,支持多种拓朴结构;另外,高稳定性和QOS也是选择嵌入式系统总线的基本原则。而这些恰是Rapid IO期望满足的方向。所以Rapid IO在制定之初即确定了以下几个基本原则:一是轻量型的传输协议,使协议尽量简单;二是对软件的制约要少,层次结构清晰;三是专注于机箱内部芯片与芯片之间,板与板之间的互连。
Rapid IO采用三层分级的体系结构,分级结构图如下图所示:
由此图可见,Rapid IO协议由逻辑层、传输层和物理层构成。最明显的一个特点就是Rapid IO采用了单一的公用传输层规范来相容、会聚不同的逻辑层和物理层,单一的逻辑层实体增强了Rapid IO的适应性。
物理层定义了串行和并行两个实体,得到广泛应用的只有串行方式,尤其是用在背板互连的场合,串行方式可以在两个连接器之间允许80-100cm的连线,单链路传输带宽可达10Gbps。目前Rapid IO的标准是Version1.3,在未来的Version2.0规范中定义了更高的传输速率,可以得到更高的传输带宽。
Rapid IO在高速系统设计中的应用
目前,Rapid IO在无线基站系统中已经得到了广泛的应用,同样在视频处理,语音处理,高性能计算机及存储领域也会得到越来越多的应用。在实现芯片到芯片之间、板与板之间的高速互连上,Rapid IO所能带来的好处也越来越直观,对于简化系统设计、高带宽、低延时等特点也被开发人员广泛接受。
下一代的Rapid IO在应用上也要向机箱与机箱间的高速互连方向上发展,同时也会提供更高的传输速率,2.0规范中已经可以实现40Gbps的带宽。我们相信,随着越来越多的处理器支持Rapid IO接口,Rapid IO的应用前景会越来越光明
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