[發明專利]信息交換系統與方法

在審

• 申請號: 202011273194.4
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN114490106A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 趙詩堯;王道富;荊永鵬
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉彬

本公開涉及信息交換系統與方法。信息交換方法由從機來執行，能節省從機的儲存資源。方法包含：接收主機的提交隊列尾端提醒，以得知在主機有X個SQ條目待處理，X不大于主機SQ條目上限；依據SQ尾端提醒執行多次讀取操作，以從主機讀取該X個SQ條目，其中在每次讀取操作中，該從機從該主機讀取至多Y個SQ條目，該Y小于該X，且不大于從機SQ條目上限，該從機SQ條目上限小于該主機SQ條目上限；準備P個完成隊列條目；執行多次寫入操作，以傳送該P個CQ條目給該主機，在每次寫入操作中，該從機傳送至多Q個CQ條目給該主機，該Q小于該P，且不大于從機CQ條目上限；發送CQ尾端提醒給該主機，以告知該主機該從機完成寫入該P個CQ條目。

技術領域

本發明涉及信息交換系統與方法，尤其涉及提交隊列條目/完成隊列條目的信息交換系統與方法。

背景技術

圖1顯示一般的系統單芯片(SoC)100具有一到多個中央處理器(CPU)110，該/該些CPU 110的運行固件(后稱固件)通過系統總線120調度與協調各個硬件130的功能以進行運算和處理流程，從而完成SoC 100的整體功能。

當固件和硬件的某個功能互動(interaction)時，硬件為了完成一次具體作業(task)，需要來自固件的輸入信息，該輸入信息稱為命令信息(command；cmd)；硬件完成一次具體作業后，需回饋輸出信息給固件，該輸出信息稱為完成信息(completion；cmpl)。圖2顯示基于非易失性內存快捷(Non-Volatile Memory Express；NVMe)協議的cmd與cmpl的互動形式，其中主機210的系統內存212儲存cmd所形成的提交隊列(submission queue；SQ)與cmpl所形成的完成隊列(completion queue；CQ)。該互動模式采用消費者/生產者模型。詳言之，對SQ而言，主機210是生產者，從機220是消費者；主機210藉由更新SQ的尾端提醒(tail doorbell)來通知從機220其已寫入了幾筆cmd；從機220藉由更新SQ的首端提醒(head doorbell)來通知主機210其已經取走了幾筆cmd。另外，對CQ而言，從機220是生產者，主機210是消費者；從機220藉由更新CQ的尾端提醒來告知主機210其寫入了幾筆cmpl，主機210藉由更新CQ的首端提醒來通知從機220其已經處理了幾筆cmpl。從機220內部的內存222會儲存上述SQ的尾端提醒與SQ的首端提醒等等SQ信息，并儲存上述CQ的尾端提醒與CQ的首端提醒等CQ信息。

通過前述NVMe協議的SQ/CQ的提醒(doorbell)所形成的握手機制，主機與從機的cmd/cmpl的互動可以實現。從機內部的cmd/cmpl的溝通方式如圖3所示：從機220中，CPU310的固件通過總線320訪問內存222資源；固件經由總線320將cmd按遞增順序寫進cmd隊列指定的地址范圍，然后藉由緩存器330的檔案(register files)提供「指向下一筆寫入的cmd的地址的指針(cmd_write_pointer)」給硬件340；硬件340根據該指針計算出未處理的cmd，并通過總線320從cmd隊列取得未處理的cmd以執行；硬件340處理完cmd后，產生cmpl，并經由總線320將cmpl按遞增順序寫進cmpl隊列指定的地址范圍，接著提供「指向下一筆寫入的cmpl的地址的指針(cmpl_write_pointer)」給固件，固件再藉由緩存器330的檔案得到最新的cmpl_write_pointer，以從cmpl隊列中取得未處理的cmpl。

據上所述，從機220的內存222會儲存cmd隊列與cmpl隊列。依據NVMe協議，主機210會認為從機220完全支持主機210的SQ隊列與CQ隊列內所有條目(entry)；換言之，從機220的cmd隊列與cmpl隊列直觀上應完全對應主機210的SQ隊列與CQ隊列，因此從機220中用來儲存cmd隊列與cmpl隊列的內存應相當于主機210中用來儲存SQ隊列與CQ隊列的內存。然而，考慮到從機220與主機210的硬件資源的不對等，從機220需要大量的硬件資源以完全支持主機端的SQ內所有條目。

發明內容