串行RapidIO: 高性能嵌入式互連技術(shù)

作者：時(shí)間：2012-03-27 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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像以太網(wǎng)一樣，RapidIO也是基于包交換的互連技術(shù)。如圖3所示，RapidIO包由包頭、可選的載荷數據和16位CRC校驗組成。包頭的長(cháng)度因為包類(lèi)型不同可能是十幾到二十幾字節。每包的載荷數據長(cháng)度不超過(guò)256字節，這有利于減少傳輸時(shí)延，簡(jiǎn)化硬件實(shí)現。

圖3 RapidIO包格式

上述包格式定義兼顧了包效率及組包/解包的簡(jiǎn)單性。RapidIO交換器件僅需解析前后16位，以及源/目地器件ID，這簡(jiǎn)化了交換器件的實(shí)現。

邏輯層協(xié)議

邏輯層定義了操作協(xié)議和相應的包格式。RapidIO支持的邏輯層業(yè)務(wù)主要是直接IO/DMA（Direct IO/ Direct Memory Access）和消息傳遞（Message Passing）。

直接IO/DMA模式是最簡(jiǎn)單實(shí)用的傳輸方式，其前提是主設備知道被訪(fǎng)問(wèn)端的存儲器映射。在這種模式下，主設備可以直接讀寫(xiě)從設備的存儲器。直接IO/DMA在被訪(fǎng)問(wèn)端的功能往往完全由硬件實(shí)現，所以被訪(fǎng)問(wèn)的器件不會(huì )有任何軟件負擔。從功能上講，這一特點(diǎn)和TI DSP的傳統的主機接口（HPI）類(lèi)似。但和HPI口相比，SRIO帶寬大、引腳少，傳輸方式更靈活。

消息傳遞模式則類(lèi)似于以太網(wǎng)的傳輸方式，它不要求主設備知道被訪(fǎng)問(wèn)設備的存儲器狀況。數據在被訪(fǎng)問(wèn)設備中的位置則由郵箱號（類(lèi)似于以太網(wǎng)協(xié)議中的端口號）確定。從設備根據接收到的包的郵箱號把數據保存到對應的緩沖區，這一過(guò)程往往無(wú)法完全由硬件實(shí)現，而需要軟件協(xié)助，所以會(huì )帶來(lái)一些軟件負擔。

傳輸層協(xié)議

RapidIO是基于包交換的互連技術(shù)，傳輸層定義了包交換的路由和尋址機制。

RapidIO網(wǎng)絡(luò )主要由終端器件（End Point）和交換器件（Switch）組成。終端器件是數據包的源或目的地，不同的終端器件以器件ID來(lái)區分。RapidIO支持8位或 16位器件ID，因此一個(gè)RapidIO網(wǎng)絡(luò )最多可容納256或65536個(gè)終端器件。與以太網(wǎng)類(lèi)似，RapidIO也支持廣播或組播，每個(gè)終端器件除了獨有的器件ID外，還可配置廣播或組播ID。交換器件根據包的目地器件ID進(jìn)行包的轉發(fā)，交換器件本身沒(méi)有器件ID。

RapidIO的互連拓撲結構非常靈活，除了通過(guò)交換器件外，兩個(gè)終端器件也可直接互連。以TI的TMS320C6455 DSP為例，它有4個(gè)3.125G的SRIO口，可支持的拓撲結構如圖4所示。