用于網(wǎng)絡(luò)接口芯片的寄存器多源訪問調(diào)度方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)接口芯片中寄存器訪問技術(shù)，具體涉及一種用于網(wǎng)絡(luò)接口芯片的寄存器多源訪問調(diào)度方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)接口芯片(Network Interface Chip ,NIC)是基于PCIE G3標(biāo)準(zhǔn)的互連通信主機(jī)接口芯片，支持用戶級的通信操作，用于通用服務(wù)器、通用計(jì)算結(jié)點(diǎn)和自主計(jì)算結(jié)點(diǎn)的高速接入。NIC中實(shí)現(xiàn)用戶級通信操作的一個(gè)重要前提是虛擬化硬件資源，為每個(gè)進(jìn)程形成一個(gè)獨(dú)占使用硬件的編程視圖，保證多進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)，對通信操作請求處理的原子性。NIC通信硬件接口為此實(shí)現(xiàn)了虛端口(Virtual Port，VP)機(jī)制，每個(gè)虛端口由一組可編程寄存器和相應(yīng)的內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成，不同虛端口的寄存器編址在不同地址區(qū)域中。通過內(nèi)存映射技術(shù)，寄存器映射到進(jìn)程的用戶地址空間，實(shí)現(xiàn)用戶層的直接訪問。除了用戶可編程的寄存器外，為了實(shí)現(xiàn)對NIC芯片的配置和監(jiān)控功能，NIC中還包含一組配置和監(jiān)控寄存器。監(jiān)控平臺和系統(tǒng)管理服務(wù)器通過訪問配置和監(jiān)控寄存器可以實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。
[0003]從NIC中寄存器訪問方式來看，寄存器訪問源可以分為帶內(nèi)訪問請求源和帶外訪問請求源兩類。NIC芯片的寄存器帶內(nèi)訪問基于正常的報(bào)文數(shù)據(jù)通路傳遞寄存器訪問控制命令，帶內(nèi)訪問有兩種途徑，一種是管理服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)端口發(fā)送和接收管理報(bào)文實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)管理，另外一種是計(jì)算結(jié)點(diǎn)通過PCIE端口進(jìn)行寄存器的訪問實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)管理。NIC芯片的寄存器帶外訪問基于I2C(Inter — Integrated Circuit)總線和JTAG(Joint Test Act1nGroup)邊界掃描，完成芯片配置與監(jiān)控，I2C和JTAG在寄存器訪問上實(shí)現(xiàn)相同的功能，互為冗余和備份。
[0004]NIC芯片中有多個(gè)子模塊，每個(gè)子模塊擁有一定數(shù)量的寄存器，這些寄存器構(gòu)成一個(gè)寄存器模塊。在寄存器模塊訪問實(shí)現(xiàn)上，典型的處理結(jié)構(gòu)有星形結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)。和星形結(jié)構(gòu)相比，環(huán)形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)寄存器訪問能夠減少長走線的數(shù)目，減輕后端布局布線的壓力。但環(huán)形結(jié)構(gòu)多個(gè)模塊串在一起，其訪問延遲較大。
[0005]綜上，NIC芯片中對寄存器訪問的處理，需要滿足以下需求:(I)用戶可編程寄存器的快速訪問:用戶級通信操作的性能和可編程寄存器訪問的延遲密切相關(guān)，盡可能提高其訪問速度，可以有效提高NIC芯片的性能；(2)多個(gè)寄存器訪問請求源的合理調(diào)度:NIC芯片中有來自計(jì)算結(jié)點(diǎn)及管理服務(wù)器的帶內(nèi)寄存器訪問請求源，以及來自12C和JTAG的帶外請求源，需要對多個(gè)請求源進(jìn)行合理的調(diào)度處理；(3)寄存器訪問實(shí)現(xiàn)利于芯片后端布局布線:NIC芯片中寄存器訪問總控模塊對多個(gè)子模塊的寄存器訪問，需要盡量減少長走線，減少后端的擁塞。由于上述的三個(gè)需求相互關(guān)聯(lián)、相互制約。例如，對于需求(I)來講，星形的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)能夠減少訪問延遲，提高訪問速度，但和需求(3)相矛盾，不利于后端實(shí)現(xiàn)。并且提高用戶可編程寄存器的訪問速度也和多個(gè)寄存器訪問請求源的調(diào)度密切相關(guān)。現(xiàn)有的寄存器訪問的調(diào)度及實(shí)現(xiàn)方案，通常都是單個(gè)請求源的，對寄存器的訪問延遲沒有多樣化的要求，并且在實(shí)現(xiàn)的方案上要么采用星形結(jié)構(gòu)，要么采用環(huán)形結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)的寄存器訪問方法的實(shí)現(xiàn)難以滿足NIC芯片中寄存器訪問處理的上述三個(gè)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對網(wǎng)絡(luò)接口芯片中不同請求源對訪問速度的差異化需求，提供一種用于網(wǎng)絡(luò)接口芯片的寄存器多源訪問調(diào)度方法及裝置，使得不同訪問源均可以對網(wǎng)絡(luò)接口芯片的所有寄存器進(jìn)行訪問、用戶可編程寄存器訪問延遲低、且有利于后端布局布線。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]—種用于網(wǎng)絡(luò)接口芯片的寄存器多源訪問調(diào)度方法，如圖1所示，其實(shí)施步驟如下:
[0009]I)按源分類緩存寄存器訪問請求:請求分類單元根據(jù)請求源的類型將來自多種請求源的寄存器訪問請求分別緩存至請求分類緩存單元；
[0010]2)基于訪問速度差異構(gòu)建快/慢速寄存器訪問環(huán):快速訪問公用模塊預(yù)先將包含用戶可編程寄存器、部分控制及狀態(tài)寄存器的寄存器模塊串聯(lián)組成快速寄存器訪問環(huán)；同時(shí)，慢速訪問公用模塊將不包含用戶可編程寄存器、部分控制及狀態(tài)寄存器的寄存器模塊串聯(lián)組成慢速寄存器訪問環(huán)；
[0011]3)采用雙環(huán)并行調(diào)度策略，根據(jù)權(quán)重分配和訪問地址把緩存的請求分配到快/慢速寄存器訪問環(huán):針對快速寄存器訪問環(huán)、慢速寄存器訪問環(huán)采用雙環(huán)并行調(diào)度策略，快速訪問調(diào)度模塊按照快速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重分配將寄存器訪問請求分配到快速寄存器訪問環(huán)，并根據(jù)寄存器訪問請求的訪問地址，將寄存器訪問請求緩存到快速寄存器訪問環(huán)中的相匹配的寄存器模塊；同時(shí)，慢速訪問調(diào)度模塊按照慢速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重分配將寄存器訪問請求分配到慢速寄存器訪問環(huán)，并根據(jù)寄存器訪問請求的訪問地址，將寄存器訪問請求緩存到慢速寄存器訪問環(huán)中相匹配的寄存器模塊；
[0012]4)快/慢速寄存器訪問環(huán)并行處理訪問請求并返回寄存器訪問應(yīng)答:所述快速寄存器訪問環(huán)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)寄存器訪問地址，選擇對連接的寄存器模塊進(jìn)行操作或者將寄存器訪問請求或寄存器訪問應(yīng)答進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，最終快速寄存器訪問環(huán)向請求源返回寄存器訪問應(yīng)答；同時(shí)，所述慢速寄存器訪問環(huán)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)寄存器訪問地址選擇對連接的寄存器模塊進(jìn)行操作或者將寄存器訪問請求或寄存器訪問應(yīng)答進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，最終向請求源返回寄存器訪問應(yīng)答。
[0013]作為本發(fā)明用于網(wǎng)絡(luò)接口芯片的寄存器多源訪問調(diào)度方法的進(jìn)一步改進(jìn):
[0014]所述請求源的類型包括來自計(jì)算結(jié)點(diǎn)的寄存器訪問請求、來自管理服務(wù)器的寄存器訪問請求和來自帶外的寄存器訪問請求;所述步驟3)中針對快速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重分配調(diào)度分配到快速寄存器訪問環(huán)時(shí)，所述針對快速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重分配具體是指來自計(jì)算結(jié)點(diǎn)的寄存器訪問請求、來自管理服務(wù)器的寄存器訪問請求和來自帶外的寄存器訪問請求采用差異化的權(quán)重分配方法，給予來自計(jì)算結(jié)點(diǎn)的寄存器訪問請求隊(duì)列更大的權(quán)重，給予管理服務(wù)器和帶外的寄存器請求隊(duì)列較小的權(quán)重，使得快調(diào)度機(jī)制能夠優(yōu)先處理來自計(jì)算結(jié)點(diǎn)的請求;所述步驟3)中針對慢速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重分配調(diào)度分配到慢速寄存器訪問環(huán)時(shí)，所述針對慢速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重分配具體是指來自計(jì)算結(jié)點(diǎn)的寄存器訪問請求、來自管理服務(wù)器的寄存器訪問請求和來自帶外的寄存器訪問請求采用差異化的權(quán)重分配方法，給予來自計(jì)算結(jié)點(diǎn)的寄存器訪問請求隊(duì)列更大的權(quán)重，給予管理服務(wù)器和帶外的寄存器請求隊(duì)列較小的權(quán)重，使得快調(diào)度機(jī)制能夠優(yōu)先處理來自計(jì)算結(jié)點(diǎn)的請求。
[0015]所述針對快速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重分配中來自計(jì)算結(jié)點(diǎn)的寄存器訪問請求、來自管理服務(wù)器的寄存器訪問請求和來自帶外的寄存器訪問請求三者的調(diào)度權(quán)重為2:1:1;所述針對慢速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重分配中來自計(jì)算結(jié)點(diǎn)的寄存器訪問請求、來自管理服務(wù)器的寄存器訪問請求和來自帶外的寄存器訪問請求三者的預(yù)設(shè)調(diào)度權(quán)重為1:1:1。
[0016]所述快速寄存器訪問環(huán)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳遞的寄存器數(shù)據(jù)寬度為64位;所述慢速寄存器訪問環(huán)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳遞的寄存器數(shù)據(jù)寬度為32位。
[0017]本發(fā)明還提供一種用于網(wǎng)絡(luò)接口芯片的寄存器多源訪問調(diào)度裝置，如圖2所示，包括請求分類單元、請求分類緩存單元、快速訪問調(diào)度模塊、慢速訪問調(diào)度模塊、快速寄存器訪問環(huán)、慢速寄存器訪問環(huán):
[0018]請求分類單元，用于根據(jù)請求源的類型將寄存器訪問請求分類;請求分類單元與請求源和請求分類緩存單元相連，從請求源接收不同類型的寄存器訪問請求，根據(jù)請求源的類型將寄存器訪問請求分類，并發(fā)送到請求分類緩存單元；
[0019]請求分類緩存單元，用于根據(jù)請求源的類型分別緩存來自多種請求源的寄存器訪問請求;請求分類緩存單元與請求分類單元、快速訪問調(diào)度模塊和慢速訪問調(diào)度模塊相連，從請求分類單元接收寄存器訪問請求并進(jìn)行緩存，而后根據(jù)快速訪問調(diào)度模塊的調(diào)度將寄存器訪問請求發(fā)送至快速訪問調(diào)度模塊，根據(jù)慢速訪問調(diào)度模塊的調(diào)度將寄存器訪問請求發(fā)送至慢速訪問調(diào)度模塊；
[0020]快速訪問調(diào)度模塊，用于根據(jù)寄存器訪問請求的訪問地址，將寄存器訪問請求按照快速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重，分配調(diào)度并緩存至快速寄存器訪問環(huán)中相匹配的寄存器模塊;快速訪問調(diào)度模塊與請求分類緩存單元和快速寄存器訪問環(huán)相連，從請求分類緩存單元接收寄存器訪問請求，根據(jù)寄存器訪問請求的訪問地址，將寄存器訪問請求按照快速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重，分配調(diào)度并緩存至快速寄存器訪問環(huán)中相匹配的寄存器模塊；[0021 ]慢速訪問調(diào)度模塊，用于根據(jù)寄存器訪問請求的訪問地址，將寄存器訪問請求按照慢速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重，分配調(diào)度并緩存至慢速寄存器訪問環(huán)中相匹配的寄存器模塊;慢速訪問調(diào)度模塊與請求分類緩存單元和慢速寄存器訪問環(huán)相連，從請求分類緩存單元接收寄存器訪問請求，根據(jù)寄存器訪問請求的訪問地址，將寄存器訪問請求按照慢速訪問調(diào)度機(jī)制預(yù)設(shè)的權(quán)重，分配調(diào)度并緩存至慢速寄存器訪問環(huán)中相匹配的寄存器模塊；
[0022]快速寄存器訪問環(huán)，由包含用戶可編程寄存器、部分控制及狀態(tài)寄存器的寄存器模塊所在的節(jié)點(diǎn)串聯(lián)組成快速寄存器訪問環(huán)；快速寄存器訪問環(huán)與快速訪問調(diào)度模塊相連，從快速訪問調(diào)度模塊接收寄存器訪問請求，并根據(jù)寄存器訪問請求的地址緩存至快速寄存器訪問環(huán)中相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的寄存器中，所述快速寄存器訪問環(huán)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)寄存器訪問地址選擇對連接的寄存器模塊進(jìn)行操作或者將寄存器訪問請求或寄存器訪問應(yīng)答進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，最終快速寄存器訪問環(huán)向請求源返回寄存器訪問應(yīng)答；
[0023]慢速寄存器訪問環(huán)，由不包含用戶可編程寄存器、部分控制及狀態(tài)寄存器的寄存器模塊所在的節(jié)點(diǎn)串聯(lián)組成慢速寄存器訪問環(huán);慢速寄存器訪問環(huán)與慢速訪問調(diào)度模塊相連，從慢速訪問調(diào)度模塊接收寄存器訪問請求，并根據(jù)寄存器訪問請求的地址緩存至慢速寄存器訪問環(huán)中相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的寄存器中，所述慢速寄存器訪問環(huán)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)寄存器訪問地址選擇對連接的寄存器模塊進(jìn)行操作或者將寄存器訪問請求或寄存器訪問應(yīng)答進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，最終向請求源返回寄存器訪問應(yīng)