專(zhuān)利名稱(chēng)：能夠?qū)崿F(xiàn)外圍總線芯片組內(nèi)的虛擬通道的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及外圍部件互連(PCI) Express (快速)總線，并 且尤其是涉及用于對(duì)PCI Express總線之內(nèi)的資源進(jìn)行管理的方法和 裝置。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)PCI Express芯片組內(nèi) 的虛擬通道的方法和裝置。
背景技術(shù)：
最初在20世紀(jì)90年代早期就引入了外圍部件互連(PCI)標(biāo)準(zhǔn)。 通過(guò)使用與前側(cè)總線和處理器相連的PCI橋芯片，PCI為與PCI總線 相連的任何外圍設(shè)備提供了對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之內(nèi)的系統(tǒng)存儲(chǔ)器的直接 存取。PCI橋芯片與處理器的速度無(wú)關(guān)地對(duì)PCI總線的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)， 以便可以取得高程度的可靠性。PCI Express標(biāo)準(zhǔn)是PCI標(biāo)準(zhǔn)的后繼者，通過(guò)參考而將其相關(guān)內(nèi) 容引入到這里。與PCI相比，PCI Express可利用較少的物理引腳實(shí) 現(xiàn)較高的傳輸率。PCI Express應(yīng)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。對(duì)于每個(gè)端點(diǎn)而言， 每條PCI Express總線具有信號(hào)傳送對(duì)和信號(hào)接收對(duì)。PCI Express 考慮了諸如單通路(lane) 、 4通路、8通路、16通路、以及32通路 這樣的不同寬度的接口，以便滿(mǎn)足各種外圍設(shè)備的不同帶寬要求。例 如，需要相對(duì)大的帶寬的圖形卡可以使用32通路的接口，而需要相 對(duì)低的帶寬的指示設(shè)備可以使用單通路接口 。除了物理通路之外，PCI Express還考慮了虛擬通道(channel)。 基本上，可將一個(gè)物理通路的帶寬劃分成若干個(gè)虛擬通道。其結(jié)果是， 軟件可以對(duì)各種外圍設(shè)備當(dāng)中的一個(gè)鏈路上的帶寬進(jìn)行劃分。然而， 虛擬通道未被廣泛地用在PCI Express芯片組中，這是因?yàn)?，根?jù)PCIExpress標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)虛擬通道被假定為完全獨(dú)立于與其相應(yīng)物理通路 相關(guān)的所有其他虛擬通道。換句話說(shuō)，每個(gè)虛擬通道必須具有其自己 的緩沖器和邏輯控制，并且對(duì)于PCI Express芯片組而言這種要求使 單元數(shù)顯著地增加了。因此，希望提供一種改進(jìn)的、能夠?qū)崿F(xiàn)PCI Express芯片組內(nèi)的 虛擬通道的方法和裝置。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，就是否能夠在PCI Express芯片 組上進(jìn)行分路(bifurcation)進(jìn)行第一確定。如果能夠進(jìn)行分路，則 就是否正使用與該分路相關(guān)的所有資源進(jìn)行第二確定。如果并未在使 用與該分路相關(guān)的所有資源，那么改變PCI Express配置空間，以便 通過(guò)使一組虛擬通道映射到與該分路相關(guān)的可用資源來(lái)提供對(duì)虛擬 通道的支持。從以下所寫(xiě)的詳細(xì)描述中可顯而易見(jiàn)地得知本發(fā)明的所有特征 和優(yōu)點(diǎn)。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，通過(guò)參考下面對(duì)說(shuō)明性實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明， 可更好地理解該發(fā)明本身、以及其優(yōu)選使用方式、進(jìn)一步的目的和優(yōu) 點(diǎn)，在附圖中圖1給出了包含本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的外圍部件互連(PCI) Express (快速)總線拓樸結(jié)構(gòu)的方框圖；以及圖2給出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的能夠?qū)崿F(xiàn)PCI Express芯片 組內(nèi)的虛擬通道的方法的高級(jí)邏輯流程圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考附圖并且尤其是參考圖1，其描繪了包括本發(fā)明的優(yōu)選 實(shí)施例的外圍部件互連(PCI) Express總線拓樸結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖
所示，PCI Express拓樸結(jié)構(gòu)10包括主橋12以及遵循PCI Express 的外圍設(shè)備所連接到的端點(diǎn)15-20。主橋12與處理器11和系統(tǒng)存儲(chǔ) 器14相連。通過(guò)開(kāi)關(guān)13實(shí)現(xiàn)了多個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)連接。用來(lái)替換PCI所使 用的多跳總線的開(kāi)關(guān)13為輸入/輸出總線提供了扇出(fan-out)。此 外，開(kāi)關(guān)13還有助于端點(diǎn)15-20之間的對(duì)等通信。PCI Express提供了諸如單通路、4通路、8通路、16通路、以 及32通路這樣的多個(gè)物理通路，以便滿(mǎn)足遵循PCI Express的外圍設(shè) 備的不同帶寬要求。鏈路是兩個(gè)部件之間的雙單工通信路徑。在邏輯 上，端口是部件與PCI Express鏈路之間的接口。在物理上，端口是 位于用于定義鏈路的相同芯片上的一組發(fā)送器與接收器。鏈路必須支 持至少一個(gè)通路，每個(gè)通路表示差分信號(hào)對(duì)的集合(一個(gè)傳送對(duì)和一 個(gè)接收對(duì))。為了對(duì)帶寬進(jìn)行估算，鏈路可以聚集由xN所表示的多 個(gè)通路，其中N是所支持的鏈路寬度之一。例如，xl表示具有一個(gè) 物理通路的鏈路，而x8表示具有八個(gè)物理通路的鏈路。PCI Express還考慮了虛擬通道以使帶寬分布最大化。利用虛擬 通道，軟件可對(duì)各種外圍設(shè)備當(dāng)中的一個(gè)鏈路上的帶寬進(jìn)行劃分。然 而，根據(jù)PCI Express規(guī)范，每個(gè)虛擬通道必須完全獨(dú)立于與其相應(yīng) 物理通路相關(guān)的所有其他虛擬通道。因此，每個(gè)虛擬通道必須具有其 自己的緩沖器和邏輯控制，并且軟件無(wú)法創(chuàng)建新的虛擬通道，這是因 為它們具有硬件緩沖的功能。分路是諸如將一個(gè)16x鏈路劃分成兩個(gè)8x鏈路這樣的、將鏈路 物理地劃分成多個(gè)通路，而無(wú)需改變?nèi)魏斡布?。分路不受到軟件控制?并且劃分基于硬件設(shè)計(jì)是永久的。雖然由于附加的緩沖開(kāi)銷(xiāo)而在PCI Express芯片組中不能廣泛地支持虛擬通道，但是在許多PCI Express 芯片組中可以發(fā)現(xiàn)分路。因?yàn)榉致肥琴Y源的固定映射，因此，當(dāng)不能夠進(jìn)行分路時(shí)，不使 用相關(guān)的緩沖器和控制結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)不能夠進(jìn)行分路時(shí)，可方便地 將相關(guān)的緩沖器和控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換到對(duì)虛擬通道進(jìn)行處理?，F(xiàn)在.參考圖 2，其描繪了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例、能夠?qū)崿F(xiàn)PCI Express芯片組內(nèi)的虛擬通道的方法的高級(jí)邏輯流程圖。在塊21中開(kāi)始，然后確定 是否能夠進(jìn)行分路，如塊22所示。如果不能夠進(jìn)行分路，那么處理 轉(zhuǎn)到塊24。如果能夠進(jìn)行分路，那么再確定諸如緩沖器這樣的、與該 分路相關(guān)的所有資源是否正在被使用，如塊23所示。如果正在使用與該分路相關(guān)的所有資源，那么處理轉(zhuǎn)到結(jié)束。然 而，如果并未在使用與該分路相關(guān)的所有資源，那么改變PCI Express 配置空間，以提供對(duì)虛擬通道的支持，并且使虛擬通道與可用分路資 源相配，如塊24所示。此后，使虛擬通道映射到可用分路資源(其 應(yīng)當(dāng)已具有它們可用的完全緩沖和控制邏輯)，如塊25所示。每個(gè)鏈路有效地需要一個(gè)虛擬通道，并且當(dāng)僅存在一個(gè)虛擬通道時(shí)，該通道不再是"虛擬的"，這是因?yàn)樵撏ǖ琅c鏈路--對(duì)應(yīng)。因此，芯片組可以支持的附加虛擬通道的數(shù)目取決于并未在使用的分路 資源的數(shù)量。舉例來(lái)說(shuō)，將芯片設(shè)計(jì)成支持被分路成兩個(gè)8x通路的 16x通路。假定兩個(gè)8x通路之一被稱(chēng)為鏈路A,而另一個(gè)8x通路被 稱(chēng)為鏈路B。當(dāng)能夠進(jìn)行分路時(shí)，鏈路A使用前8個(gè)通路，而鏈路B 使用后8個(gè)通路。當(dāng)不能夠進(jìn)行分路時(shí)，在16x通路上僅存在一個(gè)物 理端口，此后使其被連接作為鏈路A。因此，可以為16x通路打開(kāi)第 二虛擬通道。如前所述，通過(guò)鏈路A對(duì)發(fā)往第一虛擬通道的所有業(yè)務(wù) 量(traffic)進(jìn)行處理，并且通過(guò)鏈路B對(duì)發(fā)往第二虛擬通道的所有業(yè)務(wù)量進(jìn)行處理?？梢允褂门袃?yōu)邏輯對(duì)到達(dá)和來(lái)自該物理端口的、第 一與第二虛擬通道之間的業(yè)務(wù)量進(jìn)行公平地判優(yōu)。如已經(jīng)描述的，本發(fā)明提供了 一種改進(jìn)的、能夠?qū)崿F(xiàn)PCI Express 芯片組內(nèi)的虛擬通道的方法和裝置。本發(fā)明通過(guò)共享虛擬通道與分路 之間的緩沖要求，來(lái)對(duì)虛擬通道與分路之間的間隔(gap)進(jìn)行橋接。 在傳統(tǒng)上對(duì)芯片的緩沖要求是每個(gè)端口的總緩沖器=所支持的虛擬通道x所允許的分路x每 個(gè)虛通道所需的緩沖器。每個(gè)虛擬通道所需的緩沖器通常是常量，并且軟件所支持的虛擬通道 也是常量。然而，利用本發(fā)明，軟件所支持的虛擬通道不再是常量。 因此，所支持的虛擬通道=每個(gè)端口的總緩沖器/(所允許的分路x每個(gè)虛擬通道所需的緩沖器)。例如，在被設(shè)計(jì)成用于16k的PCI Express緩沖的芯片上，如果芯片 需要支持從一個(gè)16x通路至兩個(gè)8x通路的分路，則每個(gè)通路需要4k 的固定緩沖。利用現(xiàn)有技術(shù)，用于支持兩個(gè)虛擬通道的緩沖器大小是16k=兩個(gè)虛擬通道x兩個(gè)分路x4k。 利用本發(fā)明，如果將芯片配置成一個(gè)16x通路，那么該芯片可支持4 個(gè)虛擬通道，或者如果將芯片配置成兩個(gè)8x通路，那么該芯片可支 持4個(gè)虛擬通道，但是可以將這四個(gè)虛擬通道之一分配給端口之一， 并且將剩余的三個(gè)虛擬通道分配給其他端口 。此外，重要的是應(yīng)該注意到，雖然已經(jīng)在完全發(fā)揮功能的計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)的環(huán)境中對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)，應(yīng)該明白的是可將本發(fā)明的機(jī)制分發(fā)作為以各種形式的程序產(chǎn) 品，并且本發(fā)明同樣可應(yīng)用，而與實(shí)際上用于執(zhí)行該分發(fā)的特定類(lèi)型 的信號(hào)承栽介質(zhì)無(wú)關(guān)。信號(hào)承載介質(zhì)的示例包括但并不局限于諸如軟 盤(pán)或緊致盤(pán)這樣的可記錄型介質(zhì)以及諸如模擬或數(shù)字通信鏈路這樣 的傳輸型介質(zhì)。雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例特別地示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員應(yīng)該明白的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況 下可在形式與細(xì)節(jié)上做出各種變化。
權(quán)利要求
1、一種能夠?qū)崿F(xiàn)外圍總線芯片組內(nèi)的虛擬通道的方法，所述方法包括確定是否能夠進(jìn)行分路；在確定能夠進(jìn)行所述分路的情況下，確定是否正在使用與所述分路相關(guān)的所有資源；并且在確定并未在使用與所述分路相關(guān)的所有資源的情況下，改變配置空間，以便通過(guò)使虛擬通道映射到與所述分路相關(guān)的可用資源來(lái)提供對(duì)虛擬通道的支持。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括在確定 不能夠進(jìn)行所述分路的情況下，改變配置空間，以便通過(guò)使虛擬通道 映射到與所述分路相關(guān)的所有資源來(lái)提供對(duì)虛擬通道的支持。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括在確定 正在使用與所述分路相關(guān)的所有資源的情況下，退出所述處理。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中與所述分路相關(guān)的所述資源包 括緩沖器和有關(guān)的邏輯控制。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述外圍總線芯片組是外圍部 件互連(PCI) Express芯片組。
6、 一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)外圍總線芯片組內(nèi) 的虛擬通道，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括用于確定是否能夠進(jìn)行分路的裝置；用于在確定能夠進(jìn)行所述分路的情況下確定是否正在使用與所 迷分路相關(guān)的所有資源的裝置；以及用于在確定并未在使用與所述分路相關(guān)的所有資源的情況下改 變配置空間以便通過(guò)使虛擬通道映射到與所述分路相關(guān)的可用資源 來(lái)提供對(duì)虛擬通道的支持的裝置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步 包括用于在確定不能夠進(jìn)行所述分路的情況下改變配置空間以便通的支持的程序代碼裝置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步 包括用于在確定正在使用與所述分路相關(guān)的所有資源的情況下退出 所述處理的程序代碼裝置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中與所述分路相關(guān)的所述 資源包括緩沖器和有關(guān)的邏輯控制。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中所述外圍總線芯片組是 外圍部件互連(PCI) Express芯片組。
全文摘要
公開(kāi)了一種能夠?qū)崿F(xiàn)外圍部件互連(PCI)Express芯片組內(nèi)的虛擬通道的方法。就是否能夠在PCI Express芯片組上進(jìn)行分路進(jìn)行第一確定。如果能夠進(jìn)行分路，那么就是否正在使用與該分路相關(guān)的所有資源進(jìn)行第二確定。如果并未在使用與該分路相關(guān)的所有資源，那么改變PCI Express配置空間，以便通過(guò)使一組虛擬通道映射到與該分路相關(guān)的可用資源來(lái)提供對(duì)虛擬通道的支持。
文檔編號(hào)G06F13/38GK101131683SQ200710110218
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
發(fā)明者羅納德·E.·弗雷金, 賴(lài)安·S.·哈拉登, 阿達(dá)爾伯托·G.·亞內(nèi)斯 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司