'

Адаптация буферизующего коммутатора данных МП «Эльбрус-S2»

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Адаптация буферизующего коммутатора данных МП «Эльбрус-S2» Студент: Рогов А.С., ФРТК, 613 гр. Научный руководитель: Костенко В.О. Выпускная квалификационная работа


Слайд 1

МП «Эльбрус-S2» Введение МП «Эльбрус-S2» - СБИС МП обработки цифровой сигнальной информации Коммутатор данных (DataBox) МП «Эльбрус?S2» разработан на основе DataBox МП «Эльбрус-S» МП «Эльбрус-S» построен на ядре архитектуры «Эльбрус» МП «Эльбрус-S2» состоит из двух ядер архитектуры «Эльбрус» и 4-х ядерного DSP-кластера ГУП НПЦ «ЭЛВИС»


Слайд 2

Абоненты DataBox: IOCOM – коммутатор устройств ввода-вывода; MC – контроллер памяти; SC – системный коммутатор; CIC – межъядерный коммутатор; MAU – устройство доступа к памяти МП «Эльбрус-S2» Упрощённая структурная схема


Слайд 3


Слайд 4

Абоненты DataBox IOCOM Каналы выдачи данных по IO-чтению и DMA-записи составляют единый канал выдачи данных из IOCOM в DataBox шириной 64 бит (4ГБ/с)


Слайд 5

Канал IO-чтения Исходные данные Редкие короткие обмены В зависимости от запросчика (локальный или удаленный МП) данные направляются в MAU (локальное IO-чтение) или межпроцессорные линки (SC) (удаленное IO-чтение) Темп выдачи данных из IOCOM: 4ГБ/с


Слайд 6

* Произведены соответствующие изменения протокола обмена DataBox-MAU Решение Расширение шины передачи данных в MAU с 16 бит до 64 бит* Устранение задержки* Проблема Несоответствие пропускных способностей IOCOM (4ГБ/с) и MAU (1ГБ/с) Наличие задержки передачи данных в 2 такта Локальное IO-чтение Проблемы и решения


Слайд 7

Локальное IO-чтение Структурная схема 16 64


Слайд 8

Передача больших массивов данных В зависимости от запросчика (локальный или удаленный МП) данные направляются в SC (локальная DMA-запись) или межпроцессорные линки (SC) (удаленная DMA-запись) Темп выдачи данных из IOCOM: 4ГБ/с Размер буфера DMA-записи: 4x(32Б/64Б) Канал DMA-записи Исходные данные


Слайд 9

Проблема Несоответствие пропускных способностей IOCOM (4ГБ/с) и SC (2ГБ/с) Решение Расширение шины передачи данных в SC с 32 бит до 64 бит* * Произведены соответствующие изменения протокола обмена DataBox-SC Локальная DMA-запись Проблемы и решения


Слайд 10

Локальная DMA-запись Структурная схема 32 64


Слайд 11

Буфер DMA-записи Проблемы и решения Проблема Наличие задержки передачи данных за счет частых блокировок буфера. Причина - недостаточный размер буфера: 4x(32Б/64Б) Решение Увеличение размера буфера до 16x(32Б/64Б) * Проблема и соответствующее решение определены по результатам тестирования RTL-модели МП (тесты на DMA- обмен)


Слайд 12

Удаленное IO-чтение / Удаленная DMA-запись Пропускная способность данного канала ограничена пропускной способностью межпроцессорных линков и составляет 2ГБ/с. Доработка невозможна


Слайд 13

IO-чтение (IOCOM -> DataBox -> SC(линки)). Проходящий комбинационный путь 2.39ns (slack: -0.49ns) устранен путем реализации «непрозрачной» очереди вместо «прозрачной» Увеличение рабочей частоты Устранение критических путей


Слайд 14

Увеличение рабочей частоты Устранение критических путей Чтение из памяти (DataBox -> SC(линки)). Критический путь 2.14ns (slack: -0.24ns) устранен путем реализации байпаса блочной памяти через 2-элементную регистровую очередь без внесения дополнительных тактовых задержек +0.95ns


Слайд 15

Исправление ошибок В процессе работы были обнаружены и исправлены ошибки RTL-описания DataBox (выявлено 14 ошибок, 3 ошибки – в других модулях, 11 исправлено) В частности, одна ошибка была выявлена при верификации системы e3s: данные IO-чтения портятся другим (спекулятивным) IO-чтением. Причина: некорректная обработка признака «spec» для данных


Слайд 16

Результаты Выполнены необходимые доработки Verilog-описания DataBox, позволившие: согласовать пропускные способности каналов DataBox и его абонентов; минимизировать задержки передачи данных; Обеспечить работу DataBox на номинальной частоте МП 500МГц. Исправлены обнаруженные ошибки Произведено тестирование в составе RTL-модели МП «Эльбрус-S2» В настоящее время производится тестирование прототипа на ПЛИС


Слайд 17

Спасибо за внимание!


×

HTML:





Ссылка: