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权威MPSoC参考中的noc

片上网络在确保整个系统安全方面的作用。

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MPSoC论坛由IEEE和其他行业协会主办年度会议在地球上美丽的地方。它致力于展示多核和多处理器架构的知名学术和行业专家。目标是探索片上系统(SoC)硬件和软件架构及应用的趋势。另一个目的是考虑增强性能、改进易用性和降低成本的下一代想法。我喜欢把这看作是“薯条的达沃斯”。会议有优秀的演讲者,美妙的地点,精美的食物和美酒。

为了庆祝它的20周年th周年之际,这个团体刚刚出版了一套两卷的书,将于5月11日发行。这些书在书架下面威利的印记也可以用于亚马逊预购.第一卷是关于架构的,第二卷是关于应用程序的。第一卷分为处理器架构、内存架构和技术、互连和接口等部分。Arteris IP总裁兼首席执行官K. Charles Janac撰写了第三部分中关于片上网络(NoC)架构的第一章,以及它如何实现mpsoc。

历史背景

本章从公共汽车到横杆再到noc的演变开始。接下来是对架构和配置NoC的典型方法的有用概述。作为SoC中最可配置的知识产权(IP),使设计达到最佳解决方案需要仔细的规划和优化。设计不断发展,不仅仅是逻辑,还有拓扑结构。

想象一下为一个小镇规划红绿灯。工程师设计时间、人行横道和相关项目。为一个更大的城市规划灯光有更大的问题,但工程师仍然可以系统地解决规划和实施问题。同样的类比也适用于大型SoC NoC。工程师规划和实现逻辑和服务质量(QoS)透视图以及物理布局透视图。

顺便说一下,这本书是一篇技术评论,而不是营销宣传。查理非常坦率地表示,虽然国家石油公司与“常规”通信网络有一些相同的概念,但这种类比不能太过夸张。NoC设计在很大程度上仍然是半导体设计人员的活动,而不是一般的网络设计人员。

系统级服务

noc承载了网络的一些特征,特别是在管理QoS和网络内调试方面。对于QoS,可以通过NoC本身或软件通过控制和状态寄存器对性能进行静态和动态管理。调试是另一个明显的服务,因为片上网络可以看到所有传输中的数据。用于检查数据和监视性能的探针通常在NoC体系结构中可用,并可以将跟踪输出到CoreSight和MIPI等行业标准调试基础。

在NoC内部对功能安全和安保的支持是至关重要的,与任何其他IP的支持水平相同。需要对奇偶校验和错误代码纠正(ECC)检查、重复逻辑或三重模块冗余(TMR),甚至逻辑内置自检(LBIST)提供支持,以验证网络的正确性。NoC在整个系统安全方面也比其他ip发挥更大的作用,因为它携带并“看到”芯片上的所有数据流。现在的SoC架构中,ISO 26262 ASIL D设计基于具有不同级别ASIL支持的混合ip,现在围绕ASIL D控制器构建,该控制器将通过NoC监控芯片上的所有功能。每个功能都可以被隔离,通过LBIST进行检查,如果发生故障,可以恢复在线或断开连接,此时安全控制器可以与中央控制器通信以进行缓解。

在安全性方面,NoC可以提供类似于网络防火墙的防火墙,如果数据不符合适当的要求,则可以阻止或毒害传输中的数据。

缓存一致性

缓存一致性不仅仅是CPU集群的主题。在计算机视觉和人工智能世界中,现在有更多的ip需要与该集群共享数据。现在GPU集群和AI加速器集群分布在大型soc上。NoC还必须支持具有一致性接口的ip和没有此类接口的ip的缓存一致性。为了支持一致性管理和各种各样的协议选项,一致性NoC使用不同于标准NoC的协议,支持其他标准的语义超集。

未来的发展

作为大型soc的领先互连技术,对NoC的需求并没有停滞不前。随着平面图变得越来越大、越来越复杂,客户需要拓扑综合和更多的平面图意识。此外,客户在调整NoC的物理实现到平面图约束方面要求更多的自动化。

ASIL D“故障-运行”机制在安全性方面有很大的推动作用。客户积极工作,从错误检测到错误预测,例如,检查晶体管老化监视器。

如果没有大量的流程帮助,对性能和智能的持续需求现在必须由新的体系结构来满足。这在具有网格和环的处理元素的AI中尤其明显,并且能够在一个时钟滴答或聚合读取中广播权重。所有这些需求都对创新的NoC架构和灵活性提出了要求。

同样受到人工智能和支持可扩展架构的需求的驱动,缓存一致性正在分层。在高端产品中,加速器中的单个域可能增长到2或4个域,根据需要与CPU集群域进行一致连接。多芯片结构已经要求使用CXL、CCIX或其他方法实现芯片间缓存一致性。多模noc还会远吗?

最后,还能做些什么来从NoC内部监控和保护SoC ?网络对SoC中发生的几乎所有事情都有独特的看法。应该有更多的进步来利用这种水平的洞察力和控制。

对于任何想要了解mpsoc最新技术的人来说,这些书都是值得的。点击这里查看详情!



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