本發(fā)明涉及一種cxl交換芯片上的報文處理和傳輸裝置，屬于交換芯片。

背景技術：

1、現(xiàn)有的cxl交換芯片只支持cxl?2.0協(xié)議，其報文處理和傳輸過程仍然按照pcie的樹形結構進行，具有較大的局限性。同時，現(xiàn)有的cxl交換芯片的互聯(lián)以交換矩陣為主，無法應對端口數(shù)量的增加。

2、基于此，提出本發(fā)明。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種cxl交換芯片上的報文處理和傳輸裝置，其支持cxl3.0協(xié)議的傳輸和路由，同時通過圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡極大擴展了交換芯片的數(shù)據(jù)處理能力，提高了整體傳輸性能。具體技術方案如下：

2、一種cxl交換芯片上的報文處理和傳輸裝置，包括cxl交換接口單元模塊、圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡和cxl管理單元模塊；

3、所述cxl交換接口單元模塊用來接收和解析直接連接至cxl交換芯片的cxl設備所發(fā)送的.cache和.mem兩種子協(xié)議的報文，隨后將這些報文轉換并封裝為符合圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡標準的報文格式，進而通過圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡進行傳輸；同時，cxl交換接口單元模塊還需接收來自圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡的報文，將其轉換并封裝為相應的cxl子協(xié)議報文格式，隨后分發(fā)至其他cxl設備；

4、所述圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡包括路由節(jié)點和互聯(lián)通路，所述互聯(lián)通路為路由節(jié)點間傳輸通道，互聯(lián)通路負責將兩個路由節(jié)點進行點對點互聯(lián)；

5、所述cxl管理單元模塊負責對所有cxl交換接口單元模塊和圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡進行初始化和配置。

6、更進一步的改進，所述cxl交換接口單元模塊包括pcie物理層、cxl控制器、.cache協(xié)議處理單元、.mem協(xié)議處理單元；

7、所述pcie物理層負責實現(xiàn)pcie協(xié)議標準中定義的物理層功能，涵蓋數(shù)據(jù)在高速串行鏈路上的發(fā)送/接收、編碼/解碼、鏈路訓練、擾碼/解擾以及狀態(tài)機初始化環(huán)節(jié)；

8、所述cxl控制器負責實現(xiàn)cxl協(xié)議標準中數(shù)據(jù)鏈路層和事務層的功能要求，還涵蓋事務層報文的創(chuàng)建/解析、qos管理以及事務保序任務；

9、cxl控制器與pcie物理層之間通過標準的pipe接口進行連接；所述cxl控制器還具備兩組并行數(shù)據(jù)接口，分別連接至.cache協(xié)議處理單元、.mem協(xié)議處理單元以實現(xiàn)報文交互。

10、更進一步的改進，所述.cache協(xié)議處理單元包括.cache上行處理模塊和.cache下行處理模塊；

11、所述.cache上行處理模塊負責從cxl控制器接收.cache報文并轉發(fā)，所述.cache上行處理模塊的功能包括.cache報文解析、cache?id路由表、tlp封裝模塊的功能；所述.cache上行處理模塊需要同時根據(jù)地址獲得圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡上目的節(jié)點的(x,y)坐標，輸出tdid信息；

12、所述cache?id路由表的功能為根據(jù)cache?id的信息，查找到目標端口的目的id，spid通過端口綁定信息獲得；

13、tlp封裝模塊責將d2h_req/d2h_rsp/d2h_data?tlp報文和對應的dpid打包輸出，同時根據(jù)dpid獲得圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡的目標節(jié)點id輸出到圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡中；

14、所述.cache下行處理模塊負責從圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡接收.cache報文并轉發(fā)，所述.cache下行處理模塊的功能包括抽取報文中的h2d_req/h2d_rsp/d2h_req/d2h_rsp報文頭、報文數(shù)據(jù)、cache?id，并判斷報文中的cxl交換接口單元模塊id與自身所在的cxl交換接口單元模塊是否一致；若一致，則輸出報文頭、報文數(shù)據(jù)、cache?id到下游的tlp封裝模塊；若不一致，則將該報文作為非法報文丟棄并報錯；然后將接收到的報文頭、報文數(shù)據(jù)以及cache?id分成h2d_req、h2d_rsp、h2d_data、d2h_req、d2h_rsp、d2h_data這6個通道類型進行封裝。

15、更進一步的改進，所述.cache報文解析需要對.cache的h2d_req、h2d_rsp、h2d_data、d2h_req、d2h_rsp、d2h_data這6個通道的報文進行接收和解析，各個通道的報文獨立傳輸分別解析，需要抽取報文中cache?id字段，分別輸出如下信息：

16、h2d_req、h2d_rsp、h2d_data通道：輸出cache?id以及包含該cache?id的對應tlp報文到cache?id路由表；

17、d2h_req、d2h_rsp、d2h_data通道：d2h_req通道根據(jù)已經(jīng)綁定端口信息獲得cacheid并添加到報文中，此時發(fā)送包含該cache?id的對應報文到tlp封裝模塊；d2h_rsp和d2h_data根據(jù)端口綁定信息獲得對應dpid。

18、更進一步的改進，所述cxl交換芯片上的報文處理和傳輸裝置的.cache報文處理流程包括以下步驟：.cache報文首先經(jīng)由源cxl交換接口單元模塊的pcie物理層接收，并進行處理，然后由cxl控制器接收并處理該報文，隨后cxl交換接口單元模塊會對報文進行解析；h2d_req/h2d_rsp/h2d_data報文提取對應的cache?id和tlp，輸入到cache?id路由表進行查表，獲得dpid并發(fā)送報文到tlp封裝模塊；d2h_req/d2h_rsp/d2h_data報文根據(jù)綁定端口的信息獲得cacheid和dpid，發(fā)送報文到tlp封裝模塊；發(fā)送到tlp封裝模塊的報文進行tlp封裝并輸出tdid，發(fā)送到圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡中，進行路由、交換和保序，直到到達目的cxl交換接口單元模塊，隨后進行.cache報文封裝和發(fā)送，cxl控制器獲得報文后再傳輸?shù)絧cie物理層，至此完成整個.cache報文的傳輸。

19、更進一步的改進，所述.mem協(xié)議處理單元包括.mem上行處理模塊和.mem下行處理模塊；

20、所述.mem上行處理模塊負責按照m2s_req,?m2s_rwq,?m2s_birsp,?s2m_drs,s2m_ndr,?s2m_bisnp這6個通道類型對cxl控制器從.mem報文接口上輸入的.mem報文進行接收和.mem報文解析；

21、所述.mem上行處理模塊還需要同時根據(jù)地址獲得圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡上目的節(jié)點的(x,y)坐標，輸出tdid信息；

22、.mem報文解析模塊根據(jù)通道類型，抽取報文中的各個有效字段，分別輸出如下信息：

23、m2s_req通道、m2s_rwd通道均輸出hdm地址以及包含該hdm地址的對應通道報文到fast路由表，fast路由表查表后輸出目的端口dpid，再由tlp封裝模塊根據(jù)dpid獲得圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡的tdid，將報文打包輸出到圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡中；

24、s2m_drs通道、s2m_ndr通道和s2m_bisnp通道根據(jù)端口綁定的信息輸出dpid信息和對應的tdid到圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡直接進行路由；

25、m2s_birsp通道輸出bi?id，將此bi?id轉換為對應的dpid和tdid，輸出包含該biid的對應通道報文到圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡；

26、所述.mem下行處理模塊是用于接收從圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡傳輸過來的事務包，對事務包進行解包重組為cxl各通道的格式，同時根據(jù)下游連接的不同端口進行譯碼轉發(fā)；所述.mem下行處理模塊抽取報文中的m2s_req/m2s_rwd/s2m_drs/s2m_ndr/s2m_bisnp/m2s_birsp報文頭、報文數(shù)據(jù)、設備id，并判斷報文中的dpid與自身所在的cxl交換接口單元模塊是否一致，若一致，則輸出上述報文頭、報文數(shù)據(jù)、邏輯設備id到下游的.mem報文封裝模塊；若不一致，則將該報文作為非法報文丟棄并報錯；

27、所述.mem報文封裝模塊負責將報文頭、報文數(shù)據(jù)以及設備id分成m2s_req、m2s_rwd、s2m_drs、s2m_ndr、s2m_bisnp、m2s_birsp這6個通道類型進行封裝。

28、更進一步的改進，所述cxl交換芯片上的報文處理和傳輸裝置的.mem報文處理流程包括以下步驟：.mem報文首先經(jīng)由源cxl交換接口單元模塊的pcie物理層接收，并進行處理，然后由cxl控制器接收并處理該報文，隨后cxl交換接口單元模塊會對報文進行解析；m2s_req/m2s_rwd報文提取對應的hdm地址和tlp，輸入到fast路由表進行查表，獲得dpid并發(fā)送報文到tlp封裝模塊；m2s_birsp根據(jù)bi?id直接獲得dpid，s2m_drs/s2m_ndr/s2m_bisnp報文根據(jù)綁定端口的信息獲得dpid，發(fā)送報文到tlp封裝模塊；發(fā)送到tlp封裝模塊的報文都進行tlp封裝并輸出tdid，發(fā)送到圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡中，進行路由、交換和保序，直到到達目的cxl交換接口單元模塊，隨后進行.mem報文封裝和發(fā)送，cxl控制器獲得報文后再傳輸?shù)絧cie物理層，至此完成整個.mem報文的傳輸。

29、更進一步的改進，所述路由節(jié)點用于連接.cache協(xié)議處理單元的.cache上行處理模塊、.cache下行處理模塊以及.mem協(xié)議處理單元的.mem上行處理模塊、.mem下行處理模塊，還負責tlp報文在網(wǎng)絡中的路由傳輸；

30、所述路由節(jié)點最多支持2個端口和cxl交換接口單元模塊相連，每個路由節(jié)點與1個cxl交換接口單元模塊或2個cxl交換接口單元模塊相連，路由節(jié)點與cxl交換接口單元模塊或路由節(jié)點與路由節(jié)點之間，均為雙向6通道，每個路由節(jié)點根據(jù)其所在位置按坐標進行編號，cxl交換接口單元模塊輸入目標節(jié)點的坐標，路由節(jié)點添加當前節(jié)點的坐標作為源節(jié)點坐標，對于特定的源節(jié)點與目的節(jié)點，根據(jù)源坐標tsid和目的坐標tdid進行路由。

31、更進一步的改進，路由時遵循最短路徑路由，也就是從源節(jié)點到目的節(jié)點的跳數(shù)最短進行路由；如果有多個路徑同時跳數(shù)最短，在默認情況下優(yōu)先從超通路路由；路由規(guī)則通過cxl管理單元模塊進行配置。

32、更進一步的改進，所述cxl管理單元模塊的初始化和配置內容包括：

33、1）、.cache協(xié)議處理單元中的cache?id路由表、tlp封裝模塊；

34、2）、.mem協(xié)議處理單元中的fast路由表、端口id寄存器；

35、3）、圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡路由控制寄存器組，此寄存器組控制路由算法和規(guī)則。

36、本發(fā)明的有益效果：

37、1、本發(fā)明提供的圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡具有帶寬高、延遲低、多通道并發(fā)的特點，對大量的內存數(shù)據(jù)訪問場景提供了高效的傳輸通道。

38、2、本發(fā)明具有高度可擴展性，cxl交換接口單元模塊數(shù)量和圓環(huán)形拓撲片上網(wǎng)絡尺寸可以根據(jù)實際需要非常高效的擴展。

39、3、本發(fā)明對芯片后端物理實現(xiàn)友好，利于芯片上的布局布線工作，能夠達到較高的工作頻率，從而獲得更高的性能。