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CN109213717B - 国产飞腾处理器的双桥片架构 - Google Patents

国产飞腾处理器的双桥片架构 Download PDF

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CN109213717B CN201811007526.7A CN201811007526A CN109213717B CN 109213717 B CN109213717 B CN 109213717B CN 201811007526 A CN201811007526 A CN 201811007526A CN 109213717 B CN109213717 B CN 109213717B
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Abstract

本发明公开了一种国产飞腾处理器的双桥片架构，其中，国产飞腾处理器的双桥片架构，包括：飞腾处理器、低速桥片、高速桥片、SATA接口、网络接口、USB接口以及多个PCI‑E扩展槽；飞腾处理器与一PCI‑E扩展槽连接，低速桥片与飞腾处理器通过PCI‑E2.0信号双向连接，高速桥片与飞腾处理器通过PCI‑E3.0信号双向连接；低速桥片分别与SATA控制器、网络控制器和USB控制器通过PCI‑E2.0信号双向连接；SATA接口与SATA控制器通过SATA信号双向连接；网络接口与网络控制器通过网络信号双向连接；USB接口与USB控制器通过USB信号双向连接；高速桥片与另外多个PCI‑E扩展槽通过PCI‑E3.0信号双向连接。

Description

国产飞腾处理器的双桥片架构
技术领域
本发明涉及一种桥片方案，特别是一种国产飞腾处理器的双桥片均衡架构。
背景技术
随着自主可控信息技术的不断发展和国产处理器性能的不断提高，对于基于国产处理器的自主可控服务器的功能和性能要求越来越高。目前常用的国产处理器主要有飞腾、龙芯、申威等平台，飞腾处理器由于其优异的性能表现、良好的生态和完善的功能适配而在国产服务器领域应用较为广泛。
国产飞腾处理器与传统X86架构处理器不同，其自身扩展资源较少，常用的USB、存储等外围扩展资源控制器都未能集成，同时又没有相配套的南北桥套片，内部仅集成高速PCIE3.0接口，所有的外围资源均需要通过PCIE资源进行扩展。
对于国产飞腾处理器，传统的PCI-E扩展方式是通过单个桥片扩展全部对外IO接口和PCI-E扩展资源。若选用PCI-E2.0低速桥片，则不能满足当前高速PCI-E扩展数据处理能力的需求；若选用PCI-E3.0 高速桥片，不仅可能造成资源的浪费，而且增加了硬件的设计成本。传统的PCI-E扩展方式增加了对扩展桥片的性能和选型要求，低速信号与高速信号通过同一链路与国产飞腾处理器进行数据通信，制约了服务器整体性能的提升。
传统服务器采用的X86架构一般采用处理器+南北桥的方案，处理器通过北桥与南桥串接的方式，完成PCIE等高速资源与外围设备端口等低速资源的扩展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种国产飞腾处理器的双桥片均衡方案，以解决传统单桥片设计中不能兼顾低速对外IO接口和高速的PCI-E资源扩展的问题。
本发明一种国产飞腾处理器的双桥片架构，其中，国产飞腾处理器的双桥片架构，包括：飞腾处理器、低速桥片、高速桥片、SATA 接口、网络接口、USB接口以及多个PCI-E扩展槽；飞腾处理器与一PCI-E扩展槽连接，低速桥片与飞腾处理器通过PCI-E2.0信号双向连接，高速桥片与飞腾处理器通过PCI-E3.0信号双向连接；低速桥片分别与SATA控制器、网络控制器和USB控制器通过PCI-E2.0 信号双向连接；SATA接口与SATA控制器通过SATA信号双向连接；网络接口与网络控制器通过网络信号双向连接；USB接口与USB控制器通过USB信号双向连接；高速桥片与另外多个PCI-E扩展槽通过PCI-E3.0信号双向连接。
根据本发明的国产飞腾处理器的双桥片架构的一实施例，其中，低速对外IO接口包括SATA接口、网络接口和USB接口，通过PCI-E2.0 低速桥片的PCI-E2.0信号与飞腾处理器双向连接；高速对外IO接口包括：多个PCI-E扩展槽通过PCI-E3.0高速桥片的PCI-E3.0信号与飞腾处理器双向连接。
根据本发明的国产飞腾处理器的双桥片架构的一实施例，其中， PCI-E扩展槽为PCIE3.0×16接口。
根据本发明的国产飞腾处理器的双桥片架构的一实施例，其中，飞腾处理器16核或64核飞腾处理器。
本发明从硬件层面实现了低速的对外IO接口和高速PCI-E扩展接口与国产飞腾处理器的独立交互通信，既降低硬件设计成本，又提升硬件设计的灵活性，充分合理的利用硬件资源，提升了服务器的整体性能，具有很强的广泛性和实用性。
附图说明
图1所示为国产飞腾处理器的双桥片架构示意图。
1.国产飞腾处理器；2.低速桥片；3.高速桥片；4.SATA控制器； 5.网络控制器；6.USB控制器；7.SATA接口；8.网络接口；9.USB 接口； 10.PCI-E扩展接口。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为国产飞腾处理器的双桥片架构示意图，如图1所示，国产飞腾处理器的双桥片架构，包括：国产飞腾处理器A1、低速桥片 B1、高速桥片B2、SATA接口D1、网络接口D2、USB接口D3以及PCI-E 扩展槽D4-D6。
如图1所示，国产飞腾处理器与现有的X86架构处理器不同，其自身扩展资源较少，也无配套的南北桥方案，计算机常用的USB、存储等外围扩展资源控制器都未能集成。国产飞腾处理器内部仅集成高速PCIE3.0接口，所有的外围资源均需要通过PCIE资源进行扩展。
服务器中配置的一般为高性能的16核或64核飞腾处理器，内部均集成两组高速PCIE3.0×16接口，每组接口都可以拆分为两组单独控制的PCIE3.0×8接口。服务器一般需要扩展的功能卡如RAID卡、万兆网卡以及HBA卡均为PCIE×8接口，某些对于显示功能有要求的应用场合所需要配置的独立显卡则为PCIE×16接口。
因此，出于上述扩展要求和上下游端口带宽均衡考虑，本实施例中飞腾处理器A1直出一组PCIE3.0×16接口，用于独立显卡等PCIE× 16接口卡的扩展配置，另外一组PCIE3.0×16接口拆分为两组单独控制的PCIE3.0×8接口，分别与低速桥片B1和高速桥片B2互连，高速与低速PCIE资源实行并行扩展的方式，保证上游数据带宽的同时不会因桥片之间串行连接而造成性能损失甚至影响系统运行稳定性。
如图1所示，其中，低速桥片B1与国产飞腾处理器A1通过PCI-E2.0 信号双向连接，高速桥片B2与国产飞腾处理器通过PCI-E3.0信号双向连接，飞腾处理器A1通过控制相应PCIE控制器实现对应桥片的控制。低速桥片B1分别与SATA控制器C1、网络控制器C2和USB控制器C3 通过PCI-E2.0信号双向连接；SATA接口D1与SATA控制器C1通过 SATA信号双向连接；网络接口D2与网络控制器C2通过网络信号双向连接；USB接口D3与USB控制器C3通过USB信号双向连接；高速桥片B2与PCI-E扩展槽D4以及D5分别通过PCI-E3.0信号双向连接。
如图1所示，在国产飞腾处理器A1的双桥片方案中，低速对外IO 接口包括SATA接口D1、网络接口和USB接口D2，通过PCI-E2.0低速桥片B1的PCI-E2.0信号与国产飞腾处理器A1双向连接，实现低速的外设设备与国产飞腾处理器A1的通信交互；高速对外接口PCI-E扩展槽 D4以及D5通过PCI-E3.0高速桥片B2的PCI-E3.0信号与国产飞腾处理器A1双向连接，实现高速扩展卡与国产飞腾处理器A1的通信交互。
如图1所示，国产服务器不仅有丰富的对外IO接口，可通过SATA 接口、网络接口和USB接口实现与常用外设的通信交互，还提供PCI-E 扩展插槽，支持标准PCI-E高速接口卡的扩展，满足不同的应用环境要求。国产飞腾处理器与传统X86架构处理器不同，其自身扩展资源较少，同时又没有相配套的南北桥套片，所有的外围资源均需要通过 PCIE资源进行扩展。
本发明中飞腾处理器直出一组PCIE3.0×16接口，用于独立显卡等PCIE×16接口卡的扩展配置，另外一组PCIE3.0×16接口拆分为两组单独控制的PCIE3.0×8接口，分别与低速桥片和高速桥片互连，保证上游数据带宽的同时不会因桥片之间串行连接而造成性能损失甚至影响系统运行稳定性。其中，低速桥片与国产飞腾处理器通过 PCI-E2.0信号双向连接，高速桥片与国产飞腾处理器通过PCI-E3.0信号双向连接，飞腾处理器通过控制相应PCIE控制器实现对应桥片的控制。低速桥片分别与SATA控制器、网络控制器和USB控制器通过 PCI-E2.0信号双向连接；SATA接口与SATA控制器通过SATA信号双向连接；网络接口与网络控制器通过网络信号双向连接；USB接口与 USB控制器通过USB信号双向连接；高速桥片与PCI-E扩展槽通过 PCI-E3.0信号双向连接。
在国产飞腾处理器的双桥片方案中，低速对外IO接口包括SATA 接口、网络接口和USB接口，通过PCI-E2.0低速桥片的PCI-E2.0信号与国产飞腾处理器双向连接，实现低速的外设设备与国产飞腾处理器的通信交互；高速对外接口PCI-E扩展槽通过PCI-E3.0高速桥片的 PCI-E3.0信号与国产飞腾处理器双向连接，实现高速扩展卡与国产飞腾处理器的通信交互。
本发明从硬件层面通过并行的低速桥片、高速桥片分别扩展低速的对外IO接口和高速的PCI-E扩展数据接口，实现低速对外IO接口和高速扩展接口的独立通信，既降低硬件设计成本，又提升硬件设计的灵活性，充分合理的利用硬件资源，提升了服务器的整体性能，具有很强的广泛性和实用性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种国产飞腾处理器的双桥片架构，其特征在于，国产飞腾处理器的双桥片架构，包括：飞腾处理器、低速桥片、高速桥片、SATA接口、网络接口、USB接口以及多个PCI-E扩展槽；
飞腾处理器与一PCI-E扩展槽连接，低速桥片与飞腾处理器通过PCI-E2.0信号双向连接，高速桥片与飞腾处理器通过PCI-E3.0信号双向连接；低速桥片分别与SATA控制器、网络控制器和USB控制器通过PCI-E2.0信号双向连接；SATA接口与SATA控制器通过SATA信号双向连接；网络接口与网络控制器通过网络信号双向连接；USB接口与USB控制器通过USB信号双向连接；高速桥片与另外多个PCI-E扩展槽通过PCI-E3.0信号双向连接。
2.如权利要求1所述的国产飞腾处理器的双桥片架构，其特征在于，低速对外IO接口包括SATA接口、网络接口和USB接口，通过PCI-E2.0低速桥片的PCI-E2.0信号与飞腾处理器双向连接；高速对外IO接口包括：多个PCI-E扩展槽通过PCI-E3.0高速桥片的PCI-E3.0信号与飞腾处理器双向连接。
3.如权利要求1所述的国产飞腾处理器的双桥片架构，其特征在于，PCI-E扩展槽为PCIE3.0×16接口。
4.如权利要求1所述的国产飞腾处理器的双桥片架构，其特征在于，飞腾处理器16核或64核飞腾处理器。
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