KeyStone存儲器架構

序言
隨著(zhù)全球范圍內的海量數據對無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的強大沖擊，運營(yíng)商面臨著(zhù)嚴峻的挑戰，他們需要不斷推出既能滿(mǎn)足當前需求也能滿(mǎn)足未來(lái)需求的網(wǎng)絡(luò )。因此，通信基礎局端設備制造商在致力于降低每比特成本和功耗的同時(shí)，也在不斷尋求能夠滿(mǎn)足當前及至未來(lái)需求的核心技術(shù)。TI最新推出的新型 KeyStone 多內核 SoC 架構能夠游刃有余地滿(mǎn)足這些挑戰。

基于新型 KeyStone 多內核 SoC 架構的器件集成了多達 8 個(gè)TMS320C66x DSP CorePac，能夠實(shí)現無(wú)與倫比的定點(diǎn)與浮點(diǎn)處理能力。KeyStone 架構經(jīng)精心設計，是一款效率極高的多內核存儲器架構，允許并行執行任務(wù)的同時(shí)，還能使所有的 CorePac實(shí)現全速處理。本文探討了 KeyStone 存儲器的層級結構，及其將如何與 SoC架構的其他組件進(jìn)行連接以實(shí)現多內核全速處理。


德州儀器 (TI) 積極創(chuàng )新，努力迎接多內核 SoC 技術(shù)帶來(lái)的挑戰。TI KeyStone 架構擁有眾多組件，其中包含全新的 C66x 定點(diǎn)和浮點(diǎn) DSP 內核、可實(shí)現基于標準的優(yōu)化功能和接口的可配置協(xié)處理器、層級存儲器架構、TeraNet 交換結構以及可將上述各組件連結在一起的多內核導航器。KeyStone 架構具備三個(gè)存儲等級。每個(gè) C66xCorePac 均擁有自己的一級程序 (L1P) 和一級數據 (L1D) 存儲器。另外，每個(gè) CorePac 還擁有局域的二級統一存儲器。每個(gè)局域存儲器均能獨立配置成存儲器映射的SRAM、高速緩存，或是兩者的組合。

KeyStone 架構包含共享的存儲器子系統，其由通過(guò)多內核共享存儲器控制器 (MSMC) 連接的內部和外部存儲器組成。MSMC 允許CorePac動(dòng)態(tài)地分享程序和數據的內外部存儲器。

圖 1 － KeyStone 器件方框圖 － TMS320TCI6616

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MSMC 的內部 RAM 允許各部分被配置成共享的二級 RAM 或者共享三級 (SL3) RAM，從而可為程序員提供高度的靈活性。SL2 RAM 僅能夠在局域 L1P 和 L1D 高速緩存中緩存，而 SL3另外還可在局域 L2 高速緩存中進(jìn)行緩存。

為向軟件執行提供快速通道，外部存儲器同內部共享存儲器一樣，通過(guò)同一存儲器控制器進(jìn)行連接，而并非像在嵌入式處理器架構上所進(jìn)行的傳統做法那樣，與芯片系統實(shí)現互通互連。外部存儲器始終被看作是 SL3 存儲器，并可在 L1 和 L2 中緩存。接下來(lái)的我們將探討在KeyStone 架構中實(shí)現的各種性能增強。

存儲性能增強C66x CorePac 的內部存儲器架構與此前 C6000™ DSP 系列產(chǎn)品相比，主要在四個(gè)方面實(shí)現了增強，而這突出體現在性能指標和實(shí)用性方面。這些改進(jìn)旨在實(shí)現如下優(yōu)勢：1) 無(wú)論多個(gè)內核和數據 I/O 是否處于高度繁忙狀態(tài)，都能提高存儲器各級的執行效率；2) 更輕松便捷地管理多個(gè)內核和數據 I/O 之間的緩存一致性；3) 存儲器的保護與地址擴展，以及；4) 將對軟錯誤的保護進(jìn)一步擴展至較高級別的存儲器。
執行效率 —— C66x CorePac 的存儲器子系統在功能上與最新的 C64x+™ 和C67x™ 系列 DSP 系列 C64x+™ 和 C67x™ 的相當。每個(gè)局域 L1存儲器均為 32KB，并能夠配置成全速緩存（默認）、全存儲器映射 SRAM，或是 4、8 或 16KB 高速緩存選項的組合。L1P 始終為直接映射，而 L1D 則始終為雙向集關(guān)聯(lián) (two-way set-associative)。

圖2 – CorePac 存儲器增強