[發(fā)明專利]互聯(lián)裸芯、互聯(lián)微組件、互聯(lián)微系統(tǒng)及其通信方法

在審

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• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號(hào): CN112817905A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏敬和;黃樂天;于宗光;王梓任;劉國柱;曹文旭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所
• 主分類號(hào): G06F15/78
• 分類號(hào): G06F15/78;G06F13/40;G06F13/42;G06F1/12
• 代理公司: 無錫派爾特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發(fā)明涉及裸芯之間的連接，尤其是互聯(lián)裸芯，包括：協(xié)議轉(zhuǎn)換電路，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換電路包括多個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，用于提供多種與外部連接的標(biāo)準(zhǔn)主流協(xié)議接口；外部互聯(lián)接口，所述外部互聯(lián)接口包括一對同步控制器，用于與其他互聯(lián)裸芯進(jìn)行通信；及內(nèi)部裸芯級(jí)網(wǎng)絡(luò)，所述內(nèi)部裸芯級(jí)網(wǎng)絡(luò)包括傳輸總線和路由器，所述同步控制器和所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊均分別與內(nèi)部裸芯級(jí)網(wǎng)絡(luò)的邊界節(jié)點(diǎn)連接，用于傳輸來自接口或其他互聯(lián)裸芯的數(shù)據(jù)包。該互聯(lián)裸芯支持接口擴(kuò)展和片間級(jí)聯(lián)，硬件電路簡潔，功能層次劃分清晰，具有良好的可擴(kuò)展性，克服了目前多裸芯系統(tǒng)技術(shù)封閉、體系龐雜、擴(kuò)展性差的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及裸芯之間的連接，尤其是互聯(lián)裸芯、互聯(lián)微組件、互聯(lián)微系統(tǒng)及其通信方法。

背景技術(shù)

隨著數(shù)字集成電路的發(fā)展，片上系統(tǒng)（Systemon Chip，SoC，指將多個(gè)功能模塊集成到同一個(gè)硅片上）幾乎已經(jīng)成為了實(shí)現(xiàn)高性能系統(tǒng)的必要方案，生產(chǎn)廠商通過不斷擴(kuò)大SoC的規(guī)模來滿足用戶對產(chǎn)品性能的需求。然而，受到加工工藝等因素的限制，摩爾定律（即集成電路上可容納的晶體管數(shù)目每經(jīng)約24個(gè)月增加一倍的規(guī)律）正在逐漸失效，這使得在單個(gè)硅片上擴(kuò)大集成電路規(guī)模的成本和開發(fā)周期變得極高。

未來集成電路將朝多裸芯（Die）集成方向發(fā)展，即將多個(gè)功能各異且已通過驗(yàn)證、未被封裝的芯片組件互聯(lián)組裝起來，并封裝為同一管殼中的芯片整體，從而形成封裝級(jí)網(wǎng)絡(luò)（Networkon Package,NoP）。這些裸芯可以采用不同工藝、來自不同廠商，因此極大縮短和降低了開發(fā)周期和難度。

在建立NoP時(shí)，多裸芯的互聯(lián)面臨兩個(gè)關(guān)鍵問題：速度和可擴(kuò)展性。

現(xiàn)有的常規(guī)片間互聯(lián)技術(shù)屬于板級(jí)互聯(lián)，其速度慢，在訪問高帶寬資源時(shí)性能迅速下降；而且當(dāng)前國外企業(yè)采用的多裸芯互聯(lián)系統(tǒng)主要使用專用協(xié)議，整個(gè)系統(tǒng)由單個(gè)廠商封閉控制，體系龐雜，可擴(kuò)展性差。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種采用封裝級(jí)互聯(lián)和高性能片上網(wǎng)絡(luò)，克服了傳統(tǒng)板級(jí)互聯(lián)傳輸帶寬小的缺陷，可擴(kuò)展性高的互聯(lián)裸芯，具體技術(shù)方案為：

互聯(lián)裸芯，包括：協(xié)議轉(zhuǎn)換電路，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換電路包括多個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，用于提供多種與外部連接的標(biāo)準(zhǔn)主流協(xié)議接口；外部互聯(lián)接口，所述外部互聯(lián)接口包括一對同步控制器，用于與其他互聯(lián)裸芯進(jìn)行通信；及內(nèi)部裸芯級(jí)網(wǎng)絡(luò)，所述內(nèi)部裸芯級(jí)網(wǎng)絡(luò)包括傳輸總線和路由器，所述同步控制器和所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊均分別與內(nèi)部裸芯級(jí)網(wǎng)絡(luò)的邊界節(jié)點(diǎn)連接，用于傳輸來自接口或其他互聯(lián)裸芯的數(shù)據(jù)包。

進(jìn)一步的，還包括基本管理單元，所述基本管理單元包括：時(shí)鐘管理模塊，所述時(shí)鐘管理模塊用于將外部時(shí)鐘輸入轉(zhuǎn)換為芯片內(nèi)部各部分的工作時(shí)鐘；及配置管理模塊，所述配置管理模塊用于在系統(tǒng)初始化時(shí)配置芯片內(nèi)部各部分的初始化信息。

互聯(lián)微組件，包括：所述的互聯(lián)裸芯；及功能裸芯，所述功能裸芯不少于一個(gè)，所述功能裸芯通過協(xié)議轉(zhuǎn)換電路與所述可擴(kuò)展高速互聯(lián)裸芯連接。

互聯(lián)微系統(tǒng)，包括：不少于兩個(gè)的所述的互聯(lián)微組件；及外部擴(kuò)展總線，所述互聯(lián)微組件之間通過外部互聯(lián)接口和外部擴(kuò)展總線連接，并采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接。

互聯(lián)微系統(tǒng)的通信方法，包括組件內(nèi)傳輸方法和跨組件傳輸方法：所述組件內(nèi)傳輸方法包括數(shù)據(jù)從一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)入內(nèi)部裸芯級(jí)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過內(nèi)部裸芯級(jí)網(wǎng)絡(luò)后到達(dá)另一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊；所述跨組件傳輸方法包括數(shù)據(jù)經(jīng)過同步控制器管理的外部擴(kuò)展總線進(jìn)行傳輸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的互聯(lián)裸芯支持接口擴(kuò)展和片間級(jí)聯(lián)，硬件電路簡潔，功能層次劃分清晰，具有良好的可擴(kuò)展性，克服了目前多裸芯系統(tǒng)技術(shù)封閉、體系龐雜、擴(kuò)展性差的缺陷，采用高性能的片上網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸工具，相比總線式系統(tǒng)傳輸帶寬大、多核適應(yīng)性強(qiáng)且網(wǎng)絡(luò)便于擴(kuò)展，能夠在很大程度上利用并支持目前主流的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口，兼容性好，能夠有效降低開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期。

附圖說明