專利名稱：縱橫開關(guān)調(diào)試的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的縱橫開關(guān)調(diào)試。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)部件利用串行或并行數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行通信。并行數(shù)據(jù)傳輸是經(jīng)由各分開的信道同時(shí)發(fā)送若干數(shù)據(jù)位，而串行數(shù)據(jù)傳輸則是在單一信道上一次發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)位。雖然并行傳輸可以在互相很靠近的部件之間進(jìn)行高速傳輸，但常常并不適合于較長距離的數(shù)據(jù)傳輸。串行傳輸用于較長距離的傳輸有好幾個(gè)優(yōu)勢(例如由于只需一個(gè)信道，故成本較低)。同時(shí)利用兩種數(shù)據(jù)傳輸方法優(yōu)勢的一種技術(shù)是將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)在信道上傳輸，然后將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回并行數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)此技術(shù)而不致于不恰當(dāng)?shù)叵拗苽魉退俾?，可以使用有足夠帶寬的信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
為對較高帶寬數(shù)據(jù)通信體系結(jié)構(gòu)的這種需求作出響應(yīng)，研發(fā)了諸如SERDES(串行/解串行器)結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)通信體系結(jié)構(gòu)。SERDES是按照預(yù)定方案(例如8位/10位編碼)編碼和解碼數(shù)據(jù)的協(xié)議。編碼的數(shù)據(jù)經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)通信信道從串行器傳送到解串行器進(jìn)行解碼。利用SERDES結(jié)構(gòu)，增加了配合的計(jì)算機(jī)部件之間數(shù)據(jù)通信的帶寬。
縱橫開關(guān)常用來在諸如SERDES的高帶寬數(shù)據(jù)通信體系結(jié)構(gòu)中提供交換?？v橫開關(guān)用于互連計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中處于通信狀態(tài)的裝置?？v橫開關(guān)的基本功能是從一個(gè)裝置接收數(shù)據(jù)并將其路由到另一裝置?？v橫開關(guān)通常在專用集成電路(ASIC)上形成。ASIC通常封裝在具有多個(gè)管腳的芯片上(例如硅芯片上)，通過所述管腳連接到芯片上的各元件。
通常的作法是測試ASIC來驗(yàn)證縱橫開關(guān)的正常功能。各種測試技術(shù)已用于進(jìn)行芯片級的ASIC測試。這些測試技術(shù)通常涉及使用在ASIC上形成的專用調(diào)試端口。通常，通過將專用調(diào)試端口的輸出連接到監(jiān)控裝置(例如邏輯分析器)來監(jiān)控ASIC上各種元件的功能。但這種技術(shù)有幾個(gè)缺點(diǎn)。由于需要附加的端口作為專用調(diào)試端口，于是消耗了芯片空間。而且，需要有輸入/輸出管腳專用于所述專用調(diào)試端口。驗(yàn)證了ASIC的功能之后，調(diào)試端口和關(guān)聯(lián)的輸入/輸出管腳一般就不再使用，使得調(diào)試端口無效使用了芯片資源。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種具有多個(gè)端口，例如輸入/輸出(I/O)端口的縱橫開關(guān)。利用多個(gè)端口之一來輸出芯片狀態(tài)信息而對縱橫開關(guān)進(jìn)行調(diào)試過程?？v橫開關(guān)通常利用調(diào)試塊來存儲(chǔ)芯片狀態(tài)信息。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)試塊連接到調(diào)試總線，調(diào)試總線用于將狀態(tài)信息傳送到所選端口，將其輸出。
在示范實(shí)施例中，縱橫開關(guān)調(diào)試過程包括選擇關(guān)于縱橫開關(guān)的輸出端口；將狀態(tài)信息傳送到所選的輸出端口；以及通過所選的輸出端口輸出狀態(tài)信息。在一個(gè)示范實(shí)施例中，按照SERDES協(xié)議以串行格式輸出信息。


為了說明本發(fā)明，附圖中示出一個(gè)示范實(shí)施例，但應(yīng)理解本發(fā)明不限于所示的準(zhǔn)確配置和裝置。
圖1是圖解說明本發(fā)明的一種實(shí)施方案可以對其起作用的示范計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方框圖。
圖2是圖解說明包含8端口縱橫開關(guān)的專用集成電路(ASIC)的方框圖。
圖3是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包含8端口縱橫開關(guān)的示范ASIC的方框圖。
圖4是說明用于測試縱橫開關(guān)的示范過程的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
說明性計(jì)算環(huán)境參閱圖1，圖中示出按照本發(fā)明的縱橫開關(guān)可以在其中工作的示范計(jì)算系統(tǒng)100。圖1示出可量測和可分區(qū)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它包括多個(gè)元件或單元。所述各單元可以配置成形成一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的邏輯或虛擬機(jī)器，稱為分區(qū)。這種類型的計(jì)算系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是由Hewlett-Packard(Palo Alto，CA)制造的Superdome系統(tǒng)。
在圖1所示的示范實(shí)施例中，示出三個(gè)分區(qū)101a、101b和101c，每個(gè)分區(qū)包含四個(gè)單元。但應(yīng)理解，系統(tǒng)中可以包含許多分區(qū)，僅受可用單元總數(shù)的限制，每個(gè)分區(qū)所包含的單元數(shù)的范圍從每分區(qū)一個(gè)單元到系統(tǒng)中的單元總數(shù)都包含在單一的分區(qū)中。每個(gè)分區(qū)與系統(tǒng)的其余部分在邏輯上是分隔開的。
在圖1所示的示范實(shí)施例中，第一分區(qū)101a包括四個(gè)單元102a、102b、102c和102d；第二分區(qū)101b包括四個(gè)單元102e、102f、102g和102h；第三分區(qū)101c包括四個(gè)單元102i、102j、102k和102l。通常這樣配置可分區(qū)系統(tǒng)(如圖1所示系統(tǒng))，使得一個(gè)分區(qū)中的每個(gè)單元能夠與同一分區(qū)中的其它單元通信，或與其它分區(qū)中的其它單元通信。
通過一個(gè)或多個(gè)縱橫開關(guān)105a、105b、105c、105d(統(tǒng)稱為105)進(jìn)行分區(qū)之間或分區(qū)內(nèi)單元之間的通信。此外，來自任何特定單元和系統(tǒng)上各種其它裝置(例如打印機(jī)107，用戶接口109，媒體驅(qū)動(dòng)器111)的通信也通過縱橫開關(guān)105完成?？v橫開關(guān)105可以包括各種數(shù)量的端口，并且通常形成在ASIC上。圖1所示計(jì)算機(jī)環(huán)境的比較復(fù)雜的性質(zhì)就需要具有驗(yàn)證縱橫開關(guān)105性能的能力以確保正常的系統(tǒng)的性能。
概述縱橫開關(guān)105通常包括連接到計(jì)算機(jī)環(huán)境中的各種裝置的多個(gè)輸入/輸出端口。參閱圖2，圖中示出傳統(tǒng)的8端口縱橫開關(guān)200?？v橫開關(guān)200含有8個(gè)端口201、202、203、204、205、206、207、208?？v橫開關(guān)本身通常是”智能”縱橫開關(guān)，即，縱橫開關(guān)可以起按照提供的指令來路由數(shù)據(jù)的作用。縱橫開關(guān)200通常形成在ASIC 250上。ASIC250還可以包含若干寄存器陣列、存儲(chǔ)器模塊、處理器芯等。為簡單起見，僅示出單一的寄存器陣列222。但應(yīng)理解，ASIC 250上可以包含許多寄存器陣列。
輸入/輸出端口(201-208)連接到調(diào)試端口220。這種配置通常稱為”調(diào)試環(huán)”。寄存器陣列222也連接到調(diào)試端口220。調(diào)試端口220連接到ASIC 250上的多個(gè)I/O管腳。為了測試ASIC 250的功能，通常將邏輯分析器連接到調(diào)試端口的I/O管腳。通常使用特殊的指令在特定點(diǎn)暫停系統(tǒng)工作，以便能從調(diào)試端口220讀出寄存器(例如寄存器陣列222)的內(nèi)容。數(shù)據(jù)可以從ASIC 250上的任何寄存器陣列，或從任何縱橫端口(201、202、203、204、205、206、207、208)發(fā)送到調(diào)試端口220，再從所述調(diào)試端口輸出到邏輯分析器(圖3中示為325)，通常利用定制設(shè)計(jì)的接口將邏輯分析器連接到調(diào)試端口。這種調(diào)試ASIC器件(例如縱橫開關(guān))的技術(shù)需要專用的總線通路，使?fàn)顟B(tài)信息可以從任何寄存器或任何端口提供到多個(gè)I/O管腳上。它還需要專用的I/O管腳和接口，用以將邏輯分析器連接到I/O管腳。所有這些項(xiàng)目增加了芯片開銷，減少了可用的管腳資源，這常是一種稀有的商品。
按照本發(fā)明示范實(shí)施例的調(diào)試端口配置圖3所示的調(diào)試端口使用了新穎的技術(shù)來節(jié)省管腳資源和芯片比例封裝面積。圖3示出8端口縱橫開關(guān)300的示范實(shí)施例，利用8個(gè)已有端口之一將其調(diào)試能力結(jié)合到原有的芯片結(jié)構(gòu)上。在示范實(shí)施例中，所述縱橫開關(guān)駐留在ASIC上，并且可以包含任何數(shù)量的寄存器陣列、存儲(chǔ)器模塊、處理器芯等，為簡單起見，這些均未示出。示范縱橫開關(guān)300包括8個(gè)端口301、302、303、304、305、306、307、308。每個(gè)端口都能夠通過縱橫開關(guān)的互連光纖(圖3中示為315)與每個(gè)其它端口通信。互連光纖315通常是低等待時(shí)間光纖。互連光纖315使在任何一個(gè)輸入端口接收的數(shù)據(jù)可以被路由到所需的輸出端口。
此外，調(diào)試總線320駐留在縱橫開關(guān)300中。調(diào)試總線320通常具有比互連光纖315更高的等待時(shí)間。在圖示的實(shí)施例中，調(diào)試總線320連接到端口301、302、303、304、305、306、307、308中的每一個(gè)，而且也連接到調(diào)試塊317。調(diào)試塊317能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并可以包括寄存器陣列、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的區(qū)域或其它類似形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。調(diào)試總線320可將數(shù)據(jù)從任何端口301、302、303、304、305、306、307、308發(fā)送到調(diào)試塊317，或者，另外，從調(diào)試塊317發(fā)送到任何片外位置。表示任何給定時(shí)間或在任何特定條件下芯片狀態(tài)的數(shù)據(jù)稱為狀態(tài)信息，存儲(chǔ)在調(diào)試塊317中。
經(jīng)由調(diào)試總線320從調(diào)試塊317讀出的數(shù)據(jù)通過現(xiàn)有端口進(jìn)行傳送，所述現(xiàn)有端口利用按照其配置所述縱橫開關(guān)的通信協(xié)議進(jìn)行通信(例如按照SERDES的串行通信)。為了為來自調(diào)試塊317的通信作好準(zhǔn)備，將多個(gè)端口之一配置成在必要時(shí)作為調(diào)試端口。利用局部全端口配置(local per-port configuration)，指令特定端口對調(diào)試總線320讀出和寫入，就可實(shí)現(xiàn)到這一點(diǎn)。在圖示的實(shí)施例中，縱橫開關(guān)300的任何端口都可用來創(chuàng)建調(diào)試端口。
在示范實(shí)施例中，選擇作為調(diào)試端口的端口不能用來傳輸其它數(shù)據(jù)。這是因?yàn)閷⑺龆丝谂渲贸蓪φ{(diào)試總線320讀出和寫入，而不用縱橫開關(guān)互連光纖315。但是，由于一般縱橫開關(guān)的工作通常都有一個(gè)或多個(gè)不用或備用的端口，這種限制對于系統(tǒng)的性能并無大礙。在可供選擇的實(shí)施例中，如果不再需要調(diào)試端口，或者如果需要將調(diào)試端口改變?yōu)椴煌亩丝?，那么，所選端口可以重新配置成作為典型的數(shù)據(jù)端口?？梢岳帽３侄丝谂渲眯畔⒌目刂萍拇嫫?例如控制和狀態(tài)寄存器(CSR)321)來實(shí)現(xiàn)端口配置。必要時(shí)可以通過寫入到CSR 321來把所選調(diào)試端口重新設(shè)定為正常工作。
圖4示出按照本發(fā)明的示范實(shí)施例對縱橫開關(guān)進(jìn)行調(diào)試測試的步驟。在縱橫開關(guān)上選擇用于調(diào)試目的的端口(步驟401)。利用標(biāo)準(zhǔn)局部全端口配置過程對所選端口進(jìn)行配置，以便指令所述端口從調(diào)試總線讀出(步驟403)。系統(tǒng)工作時(shí)，有關(guān)芯片工作的狀態(tài)信息通過調(diào)試總線發(fā)送后存儲(chǔ)在調(diào)試塊中(步驟405)。通過選作調(diào)試端口的端口讀出所述信息(步驟407)。然后對經(jīng)由調(diào)試端口讀出的信息進(jìn)行分析(步驟409)，方法是將此信息提供到邏輯分析器(圖3中的325)，或?qū)⒋诵畔⒅苯犹峁┑侥軌蚍治鰻顟B(tài)數(shù)據(jù)的處理器。
這樣，可以在不需要先有技術(shù)中使用的消耗資源的調(diào)試端口的情況下，在工作的所有階段驗(yàn)證縱橫開關(guān)的性能。通過將一個(gè)先有端口配置成起調(diào)試端口的作用，就不需要附加的I/O管腳，也不需要附加的芯片空間。此外，接收的數(shù)據(jù)可以按照原有的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(例如，SERDES)輸出，從而能夠以與功能數(shù)據(jù)一樣的方式在同一帶寬傳輸/處理所述數(shù)據(jù)。
雖然已對本發(fā)明的示范實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是，本專業(yè)的技術(shù)人員從上述公開的內(nèi)容中可以明顯看出對所述實(shí)施例可作各種改動(dòng)。所以，在不背離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)屬性的前提下，本發(fā)明可以用其它具體形式體現(xiàn)，故本發(fā)明的范圍應(yīng)參考所附權(quán)利要求書，而不是上述說明。
權(quán)利要求
1.一種縱橫開關(guān)(300)，它包括多個(gè)端口(301、302、303、304、305、306、307、308)；以及調(diào)試塊(317)，用于存儲(chǔ)芯片狀態(tài)信息，它連接到從所述多個(gè)端口中選擇的一個(gè)選擇端口。
2.如權(quán)利要求1所述的縱橫開關(guān)(300)，其中還包括調(diào)試總線(320)，所述調(diào)試總線(320)連接到所述調(diào)試塊(317)和所述多個(gè)端口(301，302，303，304，305，306，307，308)，用于經(jīng)過所述選擇端口輸出所述狀態(tài)信息。
3.如權(quán)利要求1所述的縱橫開關(guān)(300)，其中還包括縱橫開關(guān)光纖，它連接到所述多個(gè)端口。
4.如權(quán)利要求1所述的縱橫開關(guān)(300)，其中所述多個(gè)端口包括8個(gè)端口。
5.如權(quán)利要求1所述的縱橫開關(guān)(300)，其中所述縱橫開關(guān)駐留在專用集成電路上。
6.如權(quán)利要求1所述的縱橫開關(guān)(300)，其中通過控制寄存器(321)中所存儲(chǔ)的配置數(shù)據(jù)來選擇所述選擇端口。
7.如權(quán)利要求6所述的縱橫開關(guān)(300)，其中可以把所述控制寄存器(321)中存儲(chǔ)的所述配置數(shù)據(jù)改為撤消對所述選擇端口的選擇。
8.一種系統(tǒng)，它包括縱橫開關(guān)(300)，它具有多個(gè)端口(301、302、303、304、305、306、307、308)；以及調(diào)試塊(317)，它駐留在所述縱橫開關(guān)(300)上，所述調(diào)試塊(317)連接到所述多個(gè)端口(301、302、303、304、305、306、307、308)中至少一個(gè)選擇端口；其中狀態(tài)信息存儲(chǔ)在所述調(diào)試塊(317)上并通過所述選擇端口輸出。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中還包括調(diào)試總線(320)，其中在所述調(diào)試塊(317)和所述調(diào)試總線(320)上所述選擇端口之間傳輸所述狀態(tài)信息。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中按照SERDES協(xié)議輸出所述狀態(tài)信息。
全文摘要
一種具有多個(gè)端口(301、302、303、304、305、306、307、308)的縱橫開關(guān)(300)，它使得可以利用多個(gè)端口之一對縱橫開關(guān)(300)執(zhí)行調(diào)試過程，以輸出芯片的狀態(tài)信息。所述縱橫開關(guān)利用調(diào)試塊(317)來存儲(chǔ)芯片的狀態(tài)信息。
文檔編號G06F11/267GK1728105SQ20051008823
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者J·R·格林納, C·P·伍迪, R·麥克法蘭德, T·J·約翰遜, G·B·賴薩特爾, J·W·伯克豪斯 申請人:惠普開發(fā)有限公司