分块的潜能作为PCIe Gen6共享流控制

随着技术的快速进步,PCI Express(或作为PCIe)有了惊人的增长,允许数据传输64 GT Gen6 / s。这种技术广泛应用于数据中心,人工智能和机器学习计算,高性能计算加速器,和高速的应用程序,包括高端ssd,汽车、物联网、mil-aero。

要充分利用这个高速铁路的潜力,我们需要双流量传输在公共汽车上,是作为PCIe Gen5相比。数据包的处理速度PCIe-based设备几乎没有提高。因此,现有的缓冲区空间不足以容纳大量需要传输的数据包。但增加接收缓冲区比例会导致膨胀的硬件和设计成本。

共享流控制介绍了PCI Express轻快的模式来解决这个问题通过引入的概念共享池的缓冲资源。在共享流量控制,有两种类型的可用资源为每一个虚拟通道(VC)——启用共享和专用的对于每种类型的数据包(发布/ non-posted /完成)。每一个活跃的虚拟通道的所有共享资源形成一个共享池,可以使用/需求的结合。如果一个缓冲区空间耗尽,那么可以收到更多的流量是否公共池中可用的其他资源。本文介绍的实现和验证要求共享流量控制,他在深入我们进入我们的论文全文,有效的资源利用作为PCIe Gen6:共享流控制。

当前的控制流日志果酱

作为PCIe,使用一种以信用为基础的流控制机制这两个设备可以共享与发射机的可用的缓冲空间,以防止数据丢失。是作为PCIe架构,在所有主要有三种类型的数据包:发布,non-posted和完成。每个包有一个头和数据,所以,我们需要维护六个不同的缓冲区空间:

• 发布请求TLP头(PH)
• 发布请求张力腿平台数据(PD)
• Non-Posted请求TLP头(一组)
• Non-Posted请求TLP数据(NPD)
• 完成TLP头(CPLH)
• 完成TLP数据(CPLD)

发射机使用这些学分传输事务层数据包(TLP)。如果足够的学分不用于特定类型的张力腿平台传播,就会阻塞,直到信用是免费的发射机接收机和更新。这些信用释放时,数据包处理通过UpdateFC接收机的一端。

要求增加更多的缓冲空间可以实现通过使更多的风投公司,除了默认的VC (VC0)。这些附加在一个频道获得风投可以防止交通堵塞由另一个提高QoS。可能有七个额外风险投资(VC1-VC7) multi-VC实现可以动态地启用。这些风投独立维护六个不同的缓冲区,如上所述。

考虑有两个VCs启用:VC0 VC1。VC0少分配的缓冲空间,VC1分配缓冲区空间。但是有一个要求传输更多的流量通过VC0和更少的交通VC1由于TC-VC映射。因此,第二个VC的未使用空间是浪费在正常的流量控制。

这个解决方案是低效的,因为它会导致更多的权力和区域消费和随后增加芯片的成本。

打开大门为高速设计

不能解决的问题只用multi-VC实现,介绍了共享流控制作为PCIe轻快的模式。轻快的模式是用来组织数据转换成均匀大小的单位。

与multi-VC实现共享流量控制不需要完整的接收缓冲区(VC1-VC7)为每一个VC。在共享流量控制,而不是为每个风险分配不同的缓冲空间,每一个启用了VC有助于创建一个常见的缓冲区空间共享池。

与共享流控制是一种常见的缓冲区空间池可以使用交通指向任何共享池的VC导致启用,无论TC-VC映射,因此增加链接的吞吐量。

在以下数据,T_m_n表示张力腿平台传播,其中m VC通过张力腿平台的传播,和n的数据包数量TLP传播。V_m_p表示任何类型的缓冲区空间VC,其中m VC数量和n是插槽数量的缓冲空间。

图1显示了一个例子的一个共享缓冲池。有一组共享的缓冲资源结合三缓冲空间从VC1 VC0和五个缓冲空间。五包将通过VC0传播,和三个数据包将通过VC1传播。

图1:共享流量控制解决方案展示资源共享。

图2显示了任何数据包可以使用任何缓冲区空间的共享池无论TC-VC映射,导致缓冲区空间的有效利用率。

图2:张力腿平台利用共享缓冲区空间无论TC-VC映射。

保持优先级流量流动

伴随着这些共享资源,有专用的资源。六个不同的缓冲区空间维持在每个专用VC的接收机。这些资源可以用来传送高优先级流量在VC在包的头部一些开销的费用。介绍了一种特殊的前缀在轻快的模式中,这与张力腿平台时,意味着它需要专用的资源。

共同资源共享池是在所有的风投公司,可能会有要求高优先级流量应该流。为了满足这个需求,我们有专门的缓冲区空间使风投,共享池不会阻止。这是一个小但是高优先级资源和工作同样正常流控制(如我们描述它的论文全文)。

图3显示了张力腿平台的所有共享缓冲区会被定向到接收器,和一些高优先级交通需要传播。可以通过添加所需的张力腿平台使用专用的缓冲区空间的前缀的VC包是导演。

图3:通过专用通道传送高优先级流量。

溶解验证挑战

不足为奇的是,用户会遇到一些挑战在共享流量控制特性的验证。ICVIP从西门子EDA提供了一个全面的解决方案与一个内置的验证共享流量控制特性序列库,功能覆盖,和一套详尽的断言和调试消息。

ICVIP作为PCIe带有一个内置的序列库,使您产生一个有效的或错误的刺激。这些自检序列为验证提供了积极的场景以及检查测试设备的行为(DUT)的错误注入情况下。

ICVIP作为PCIe附带了一个覆盖率的测试计划,其中包括以下。功能覆盖包括四个方面:covergroups coverpoint,十字架,垃圾箱。covergroup包括多个coverpoints。例如,可能有covergroups基本和先进的场景。每个covergroup coverpoint,比如DLLP包。coverpoint定义箱覆盖所有可能的DLLP包。

ICVIP作为PCIe coverage-driven验证提供了一个用户配置启用或禁用可选特性。你可以禁用功能如果你设计下测试(DUT)不支持它。同时,这个特性ICVIP帮助你找到失踪的DUT的特性。

ICVIP作为PCIe提供了一套详尽的断言检查,这有助于调试和解决任何问题,有效地覆盖了所有的规则与规范。断言提供上面提到的错误场景和非法字段值提供详尽的验证。

共享流控制是一种有效的解决方案应对更高的数据速率的需求增加,从而导致更大的缓冲空间的需求。然而,在场的共享控制流特性可以验证的挑战。这就是为什么西门子DISW设计了一个解决方案,有效地验证共享流量控制特性和克服任何验证错误。

获得更深的理解这个话题,请阅读白皮书,有效的资源利用作为PCIe Gen6:共享流控制。