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noc在系统级服务中的作用

soc的中枢神经系统正在扩展,以帮助管理QoS和性能分析等事务。

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任何片上网络(NoC)互连的主要目标是尽可能高效地在芯片上移动数据,同时对设计闭包的影响尽可能小,同时满足或超过关键设计指标(PPA等)。这些网络已经成为soc的中枢神经系统,并开始在服务质量(QoS)、调试、性能分析、安全和安保等系统级服务中发挥更大的作用,因为这些片上互连传输和“查看”大部分(如果不是全部)片上数据流。把NoC想象成SoC的“全视眼”,你会更好地理解技术上的可能性。这里就举几个例子:

服务质量

当今常见的高度异构soc必须经常在非常严格的约束下运行。考虑移动电话上非常不同的需求概况,视频显示与成像系统、CPU或后台下载。或者在无线区域网络中,需要以5G速度交付或传输同样广泛的流量流。在这些示例中,系统架构师必须通过复杂的算法非常仔细地管理服务质量(QoS),以确保满足发送方和接收方之间所需的带宽和延迟,并且可能需要动态地重新配置。这些可能需要通过软件更改来配置,例如控制和状态寄存器。对于具有唯一外部内存的系统(通常是LPDDR或DDR), QoS对于以满足所有应用程序需求的方式将内存带宽分配给所有请求者至关重要。

在更多的硬件控制和更多的软件控制之间,有一个明显的权衡。您可以选择配置硬件内功能,通过高优先级链路优先路由高优先级流量而不是低优先级流量。或调节带宽或速率超出你定义的限制,从或到某些功能。或者你可以选择使用像基于信用的流量控制这样的机制。这些选择可能对应用程序非常敏感,并依赖于配置NoC的很大灵活性。

系统诊断和性能测量

由于NoC可以看到SoC周围的所有数据,因此它是集中诊断和性能测量的合理位置。由于NoC生成器正在构建整个网络结构,所以您不希望侵入自己的探针。正确的方法是让生成器为您插入探针,探针从一系列可能的类型中选择。探测器可以检查传输中的数据,以及收集带宽和延迟等指标。它们可以过滤数据包或事务属性,以生成性能直方图、事件统计和跟踪。如果你已经熟悉了cpu中的跟踪、采样和性能计数器功能,那么你就已经熟悉了NoC互连中内置的可观察性和数据捕获功能。

这些功能在设计过程中显然是有益的,但它们也可以在硬件中实现,用于运行时监控。在这种情况下,探针可以连接到标准的调试基础设施(如AMBA CoreSight)或转储到内部内存。

系统安全调解

安全是另一个重要领域,NoC不仅必须提供并证明其自身逻辑符合ISO 26262标准。它也是调节整个系统安全的中心资源。首先,由于实际原因,很少有soc的所有组件都达到通用的ASIL安全级别。NoC应该是可配置的,可以在需要时添加和检查奇偶校验或ECC,可以配置和检查通信超时,甚至可以配置一些NoC单元与锁步中的副本一起工作。此外,如果需要,NoC应该能够检测甚至隔离行为不当的硬件功能,为重置/重启做准备。

最后一点对于必须符合ASIL D级别的芯片尤其重要,再次考虑到系统中其他IP的混合不一定会上升到那个级别。这种芯片中的安全岛概念正变得非常流行。该岛通过了ASIL D认证,通过NoC监控整个设计的行为,需要NoC支持检测、隔离和其他所需功能。

系统安全

安全性是NoC可以进一步防御的另一个热门系统领域。作为一个网络,您可能希望NoC能够提供防火墙。最好做!最先进的noc可以根据设计人员定义的测试集过滤流量,并根据设计人员定义的规则集响应系统。例如,这些防火墙可能安装在安全区域和非安全区域之间。防火墙将被编程为阻止或毒害违反在不安全区域和安全区域之间穿越规则的数据,然后在系统级别响应出现问题。当然,为了降低“模糊”的有效性,架构师可能会选择不让防火墙响应问题和它所采取的行动,从而降低黑客辨别系统是否知道它正在被黑客攻击的能力。此外,您还需要在安全策略的中心设置强大的信任根或类似机制。NoC互连防火墙可以为行业标准安全架构(如Arm的TrustZone和平台安全架构(PSA)框架)添加额外的防御层,从而创建真正的系统级深度防御。

最先进的NoC互连提供无与伦比的片上数据流可见性,可用于提高SoC QoS(因此,性能)、安全性和安全性。Arteris IP通过我们的NoC IP和相关产品为该领域提供解决方案。你可以了解更多在这里在这里而且在这里



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