[發明專利]一種高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構

有效

• 申請號: 202011529549.1
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112597087B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 侯國偉;陳雷;于立新;莊偉;張梅梅;王瀟瀟;倪瑋琳
• 申請（專利權）人: 北京時代民芯科技有限公司;北京微電子技術研究所
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F1/3234
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構，其特征在于：包括低功耗管理單元、高可靠管理單元和數據一致性管理單元；

數據一致性管理單元：監聽多個設備的數據傳輸并進行緩存，保證多個設備間數據一致；

低功耗管理單元：進行互連結構時鐘和功耗管理；

高可靠管理單元：用來實時處理數據傳輸錯誤并防止總線死鎖。

2.根據權利要求1所述的高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構，其特征在于：高可靠管理單元利用總線分離傳輸機制、錯誤及時檢測處理方法和定時輪詢監測機制進行數據傳輸，保證了數據的高可靠性。

3.根據權利要求2所述的高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構，其特征在于，所述錯誤及時檢測處理方法按如下方式實現：

在總線結構中增加校驗檢錯機制，使數據在傳輸時增加一位校驗位；

當數據離開總線時，首先進行解碼校驗，如果校驗結果正確則繼續傳輸，如果校驗結果不正確，則向前一級傳輸反饋重傳請求，從而保證數據傳輸錯誤被及時處理，避免錯誤傳遞而導致無法糾正和檢測的錯誤發生。

4.根據權利要求2所述的高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構，其特征在于，所述總線分離傳輸機制實現方式如下：

當互連結構中的某個總線橋接收到主設備的數據傳輸請求后，發現本次數據傳輸需要使用的總線與其他傳輸使用的總線存在互鎖，則會向主設備發送分離請求信號，保留主設備請求但暫時釋放本次數據傳輸占用的總線，使與該總線橋互鎖的另一個總線橋能夠獲得該總線的使用權，待另一個總線橋完成數據傳輸釋放總線后，當前總線橋完成主設備的數據傳輸，解決總線死鎖問題。

5.根據權利要求2所述的高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構，其特征在于，所述的定時輪詢監測機制會對互連結構中的存儲從設備訪問進行特殊標記，當存儲從接口發生讀寫訪問操作時該特殊標記置位；總線定時對該特殊標記位進行查詢，如果在查詢時發現沒有置位，則互連結構會向主設備反饋并請求對存儲從設備進行補充訪問，從而保證定時時間內存儲設備會被訪問，結合存儲設備的糾檢錯機制能夠防止錯誤翻轉的累積，提高互連結構中數據的可靠性。

6.根據權利要求1所述的高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構，其特征在于，低功耗管理單元利用多級時鐘門控單元實現時鐘管理，利用低數據翻轉算法實現功耗管理。

7.根據權利要求6所述的高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構，其特征在于，所述的多級時鐘門控單元采用開關信號切換時鐘狀態，在工作時開啟時鐘，空閑時關斷時鐘來降低功耗，包括專用時鐘門控單元及增強時鐘門控單元。

8.根據權利要求6所述的高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構，其特征在于，所述的低數據翻轉算法設置數據極性指示信號，當數據通過互連結構傳輸時，會對當前數據與上次傳輸數據比對判決，當數據反轉超過預定位數時，數據極性指示信號置位，同時將當前傳輸數據進行極性反轉。

9.根據權利要求6所述的高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構，其特征在于，所述的低功耗管理單元采用多頻率域設計模式，所述多頻率域設計模式設置多個頻率域，根據接口設備最高頻率要求，將接口設備掛在相應的頻率域上，實現在滿足接口時序要求的情況下，降低互連結構整體的功耗開銷；

具體實現上，是將高速設備掛在高速總線上，滿足高速高帶寬傳輸要求；將中速接口設備掛在中速總線上，滿足接口時序；將低速設備掛在低速總線上。

10.根據權利要求1所述的高可靠低功耗數據一致星載處理器互連結構，其特征在于，數據一致性管理單元通過仲裁模塊、請求重分配模塊、監聽過濾模塊和監聽緩存模塊實現多個主設備間通信數據的一致性；

仲裁模塊根據優先級不同對請求進行仲裁，將仲裁結果發送給請求重分配模塊；請求重分配模塊對請求進行重新排序和分配，保證了優先級高的訪問能夠在最短時間內被響應；

當主設備發起數據傳輸請求時，監聽過濾模塊會根據傳輸訪問地址空間的類型判斷是否需要進行監聽，如果為共享地址空間，則會向所有主設備發出監聽請求，如果其他主設備中有相關地址數據，則就近取數，并發送給監聽緩存模塊進行緩存；如果為獨享地址空間，則不發起監聽請求。