当前位置: 首页 > news >正文

【ARM CoreLink 系列 4.1 -- NI-700 interconnect hub 控制器详细介绍】

NI-700 Interconnect

CoreLink NI-700是 ARM 推出的一款高度可配置的、符合AMBA标准的系统级互连产品。通过NI-700,可以创建一个非一致性互连,该互连针对SoC设计的功耗、性能和面积(PPA)要求进行了优化。NI-700设计用于扩展,适用于大型设计作为背板互连。使用多个路由器和各种拓扑选项,可以将使用不同AMBA协议的多个上游和下游设备连接到NI-700。

NI-700的特性具有灵活性,使互连能够适应广泛的系统要求。

NI-700支持多种 AMBA协议 ,并符合相关规范。不同的NI-700接口接收输入并通过不同的协议发送输出。

NI-700的架构设计具有高频率低延迟,相对于前代产品,它还优化了系统带宽和PPA。

NI-700的实现包括处理和路由流量的功能单元网络。

NI-700中的整体拓扑和单个功能单元都可以根据系统要求进行配置。

NI-700主要特性和优势包括:

  1. 高度可配置: 可以根据具体的SoC设计需求,定制互连的结构和参数。
  2. 支持多种AMBA协议: 与多种AMBA标准协议兼容,包括但不限于AHB、AXI等,有助于集成多样化的IP组件。
  3. 优化的PPA: 设计重点在于平衡功耗、性能和面积,适应不同的应用场景。
  4. 低延迟、高频率: 适用于需要快速数据处理和高性能的应用。
  5. 灵活的拓扑结构: 支持多种拓扑结构,易于构建复杂的系统互连网络。
  6. 扩展性: 适用于从小型到大型的各种设计,特别是作为大型SoC设计的背板互连。

NI-700 关键功能

CoreLink NI-700互连支持多种功能,NI-700 包括以下关键特性:

  • 对以下AMBA协议的原生支持:
    • AXI5, AXI‑G, and AXI‑H
    • AHB5
    • APB3 和 APB4
    • AXI3 on NI-700 AMNIs only

意味着NI-700能够无缝地与符合AMBA协议的IP核进行通信和数据交换,包括但不限于AXI、AHB等,为 系统集成 提供了高度的灵活性和兼容性。

  • 跨多个时钟、功率和电压域的数据包传输: 使得NI-700可以在具有不同时钟频率、功率和电压要求的域间高效传输数据,这对于节能和功率管理至关重要。
  • 基于源的数据包路由: 允许数据包根据其来源地址进行路由,从而优化数据流动并减少延迟。
  • 虫洞路由(Worm‑hole routing),支持多个资源平面(RPs): 通过虫洞路由技术,NI-700能够在不同的资源平面上高效地传输数据包,从而优化带宽利用率和减少堵塞。
  • 基于信用( credit‑based)的流量控制(FLIT级别): 这种机制通过在发送方和接收方之间管理“信用”来控制数据流,确保数据传输的稳定性和可靠性。
  • 服务质量(QoS)特性: 用于信息传输的优先级排序,确保关键数据能够及时优先传输,从而提高系统的响应性和性能。
  • 分布式切换机制(Distributed switching mechanism): 使得NI-700能够管理交通流量,保护网络免受饱和攻击,确保系统的稳定性和可靠性。
  • 可变的、可配置的拓扑结构: 通过Socrates IP工具平台指定,为设计者提供定制系统互连网络拓扑的能力,以满足特定SoC设计的需求。
  • 支持通过互连传输数据奇偶检验、ECC或毒化信息( poison information): 增强数据传输的可靠性和完整性,为设计提供容错能力。
  • 支持扫描单元插入作为测试设计策略的一部分: 有助于实现更加高效和全面的系统测试,确保设计的可测试性和可靠性。

NI-700 不支持 AXI4‑Lite

NI-700通过提供这些高级特性,为 SoC 设计师提供了构建高效、灵活且可靠系统互连网络的能力,从而促进了更高性能、更低功耗和更高可靠性的SoC设计。

TrustZone technology

AXI的 AXPROT 信号为每个单独的请求传递一个安全或非安全属性。这个属性从请求设备(requester device)通过NI-700传递到下游设备(downstream device)。完成设备(completer device)根据请求的安全访问权限决定适当的操作。

对于访问NI-700内部配置寄存器和性能监控计数器,安全属性决定外部对它们的操作。例如,不允许非安全访问(Non‑secure accesses)读取或更新安全配置寄存器。如果存在不匹配,读操作返回零数据,而写操作将被丢弃。然而,如果事务以符合协议的方式完成,响应中不会指示任何错误。

这意味着:

  • AXPROT信号 :它是AXI协议的一部分,用于指示每个AXI事务的安全级别。这个信号确保系统中的安全和非安全事务能够被正确标识和隔离。
  • 安全和非安全传输 :通过NI-700的传输保持了安全级别的一致性,确保安全事务和非安全事务不会被错误地处理或混淆。
  • 安全访问控制 :基于事务的安全属性,NI-700和下游设备将决定如何处理该事务。这包括对安全或非安全寄存器的访问控制,确保非授权的访问被适当地阻止。
  • 事务的完整性 :即使安全属性与目标资源的安全要求不匹配,事务也会以符合协议的方式完成,但不允许非安全访问影响安全资源。

NI-700 Interfaces

CoreLink NI-700具有既作为完成者(Completer)又作为请求者(Requester)的接口,这些接口支持多种AMBA协议。以下是一些定义:

完成者接口(Completer Interface)

一个从请求设备接收输入的接口。这些接口也可能被称为下游接口(downstream interfaces)、完成者接口(completer interfaces)或接收器接口(receiver interfaces),具体取决于上下文环境。

请求者接口(Requester Interface)

一个向完成者设备(completer device)发送输出的接口。这些接口也可能被称为上游接口(upstream interfaces)、请求者接口(requester interfaces)或发送器接口(transmitter interfaces),具体取决于上下文环境。

设备连接示意如下:
2

NI-700通过这些接口实现了请求者设备与完成者设备的连接。为了控制时钟和功率功能,NI-700配备了低功耗接口(LPIs)。这些接口在先前的图表中没有显示。

此外,NI-700的低功耗接口(LPIs)允许在不同的功率和时钟域之间进行有效的通信,有助于降低整体功耗,使NI-700在为SoC设计提供高效、灵活的互连解决方案的同时,也支持绿色节能的需求。

NI-700 架构概述

对于HSNI(高速互连)请求除外,所有NI-700端点和传输组件的最小延迟为每个块一个周期( one cycle per block)。HSNI请求的最小延迟为两个周期。配置有512位链路宽度并以1GHz频率运行的NI-700互连,提供了64GB/s的原始带宽。

为了优化系统带宽和功耗、性能、面积(PPA),NI-700提供了以下架构特性:

  • 多个请求者和完成者 :支持AXI5、ACE5-Lite、ACE5-LiteACP、AHB5、APB3和APB4协议的组合。
  • 仅在AMNIs(高级微网络接口)上支持AXI3协议 :特定于AMNIs的协议支持。
  • 分组机制(Packetizing mechanism ) :允许从32-2048位的配置链路宽度,以适应不同的数据传输需求。
  • 独立的侧带信号宽度 :为每个通道定义的侧带信号有独立的宽度。
  • 资源平面(RPs) :允许流量隔离,以优化性能和减少互联网络中的干扰。
  • 非阻塞RPs(Non‑blocking RPs) :提高数据流的效率,避免互连中的瓶颈。
  • 可配置的重复链路 :在一对路由单元之间提供可配置的重复链接,以增加可靠性和冗余。
  • 带宽调节器 :用于改善服务质量(QoS)。
  • 地址条带化(Address striping) :提高内存访问效率和性能。
  • 高度灵活的时序闭锁选项(timing closure) :提供灵活的设计选项,以满足不同应用的时序需求。
  • 支持多个时钟域和分层时钟门控(hierarchical clock gating) :优化功耗和性能。
  • 支持多个电源域和功耗门控 :进一步减少系统的功耗。

NI-700顶层架构的一个示例如下所示,定义了输入和输出接口。

3

CoreLink NI-700的电源和时钟域交叉(PCDC)单元负责在不同的电源域和时钟域之间搭建桥梁。您可以配置PCDC单元,使其仅提供时钟域交叉,或同时提供电源和时钟域交叉。这种灵活性允许NI-700适应各种系统设计需求,确保数据在不同域之间安全、高效地传输。

NI-700 Functional units

CoreLink NI-700由多个功能单元构成,每个功能单元都有其自己的传输功能。可以使用ARM 提供的 Socrates IP工具平台从这些功能单元创建网络拓扑。

这些功能单元通过执行以下任务,在NI-700网络层处理和路由 network traffic

  • 转换AXI事务与NI-700通用传输(GT)协议的Flits :将AXI事务转换成NI-700特有的通用传输协议数据单元,以便在NI-700网络内部进行传输。
  • 转换AXI、AHB或APB事务与NI-700 GT协议的Flits :不仅限于AXI事务,NI-700还支持AHB和APB事务的转换,增加了与不同类型的SoC组件的兼容性。
  • 在任何完成者接口与请求者接口之间路由Flits :确保网络上的数据可以从任一请求源传输到任一目标。
  • 根据服务质量(QoS)顺序和资源平面分配对Flits进行仲裁 :确保数据流的优先级管理,按照预设的QoS策略处理network traffic 。
  • 处理不同电源和时钟域之间以及不同Flit宽度区域之间的Flits传递 :在复杂的SoC设计中,不同模块可能会处于不同的电源和时钟域,NI-700能够管理这些复杂情况下的数据传输。
  • 监控网络性能 :提供性能监控功能,以评估和优化network traffic 管理。

网络接口提供以下功能:

  • ASNIs :将AXI和ACE-Lite事务转换成NI-700 GT包。
  • AMNIs :将NI-700 GT包转换回AXI或ACE-Lite协议。
  • HSNIs :将AHB5和AHB-Lite事务转换成NI-700 GT包。
  • HMNIs :将NI-700 GT包转换回AHB5或AHB-Lite协议。
  • PMNIs :将NI-700 GT包转换成APB协议。

所有功能单元都有以下可配置选项:

  • 每个通道可用的信用数量 :控制数据流的信用基础流量控制机制,影响网络的流量管理和拥塞控制。
  • 每个通道的Flit宽度 :可以根据网络设计的需求调整每个通道的数据传输宽度,以适应不同的带宽和性能需求。

NI-700 包含以下功能单元:

  • ASNI
  • AMNI
  • HSNI
  • HMNI
  • PMNI
  • PCDC
  • Routers
  • SERDES units
  • PMU

每个功能单元的详细介绍请见下篇文章 【ARM CoreLink 系列 4.2 – NI-700 Function units 详细介绍】 。

http://www.hskmm.com/?act=detail&tid=34503

相关文章:

  • NPM(更新中)
  • 使用DAO模式改造学生信息管理系统
  • 【ARM CoreLink 系列 4 -- NIC-400 控制器详细介绍】
  • Linux反弹shell解析
  • 2025-10-18 MX-S 模拟赛 赛后总结【MX】
  • P1854 花店橱窗布置 解题笔记
  • P1896[SCOI2005]互不侵犯 解题笔记
  • habse
  • hbase
  • 微信小程序 在云函数本地调试时,总是提示node modules 未安装,立即安装。解决方法
  • Godot-C#场景之间的切换
  • 读书日记1
  • 【ARM CoreLink 系列 3.1 -- CCI-500 详细介绍 -上半部】
  • 央企程序员AI创业一个月感受 ✨
  • tryhackme-预安全-网络基础知识-局域网介绍-05
  • 10.19
  • 从众多知识汲取一星半点也能受益匪浅【day16(2025.10.18)】(加班但只加到四点半)
  • (个人思考)游戏技能的实现
  • 模拟赛T4 分析
  • ubuntu系统中containerd的cni网络配置
  • 十月阅读笔记
  • #20232408 2025-2026-1 《网络与系统攻防技术》实验二实验报告 - 20232408
  • 题解:P2672 [NOIP 2015 普及组] 推销员
  • 一文读懂Schnorr签名
  • 如何选择合适的SAP实施公司?3步锁定靠谱的SAP服务商
  • CSP-S2024
  • 10/19
  • 论DCT和IDCT的重要性,汇编SIMD版第一,此贴第二,就是这么狂 :-)
  • 这些SAP实施公司哪家强?国内比较好的SAP实施商推荐
  • 25秋周总结5