NoC技术开辟了新的架构选择
文章：Benoit de Lescure
通过互连架构彼此通信的SOC中的功能与网络不那么不同。
“网络就是计算机”，这是太阳微系统公司的约翰·盖奇在1984年提出的，被证明是非常有见地的。这个想法再次出现，这次是在SoC领域。在一个芯片中，相互通信的功能——不是通过简单的电线，而是通过复杂的网络元件，如交换机、协议转换器、封装器等等——与1984年在一个机柜或房间中通过网络进行通信的一组计算机没有太大区别。
在soc出现之前，为了在一块板子上从A连接到B，工程师们可以通过一堆电线来传输数据。最大的担忧是管理电线长度，并确保A和B使用完全相同的协议进行通信，但仅此而已。真正的行动是在计算元素中。在这些珍贵的组件之间连接是一个简单的设计任务。
从电线到主动总线逻辑
随着SoC能力的增长，将整个板甚至更大的系统整合到单个芯片上成为可能，所有这些都由一个中央处理单元(CPU)或处理器集群管理。每个CPU运行软件来协调系统以处理需要软件支持的灵活性的功能。提供处理器的Arm等公司的解决方案迅速增长。其他供应商也迅速跟进，包括cpu以外功能的知识产权(IP)供应商。首先，通过提供外围IPs来处理许多接口协议，然后发展为专门的处理器，用于无线通信、图形处理、音频、计算机视觉和人工智能(AI)。该列表还包括片上工作存储器、缓存存储器、到片外或离模DRAM的双数据速率(DDR)接口等等。
有很多伟大的功能准备融入高级SoC，但它们将如何沟通？不是通过直接连接，因为整个芯片将被电线覆盖。CPU和记忆会慢慢爬行下一个服务。相反，必须通过高速公路路由的所有流量，使用计量的斜坡。如果IP想要与CPU交谈，或反之亦然，必须等待轮到高速公路。
公共汽车不再是愚蠢的电线。监视正在进行的操作和下一步要允许的操作是有逻辑的，此外，队列支持的数据在以不同速度运行的域之间流动。流水线寄存器帮助跨越很大的距离，同时满足时间限制。许多集成团队将其称为“总线结构”，通过控制逻辑、muxing、寄存器和先入先出排队将连接编织起来。
公共汽车建筑成功
既然有一架公共汽车面料的架构，它可以想象不同的架构以实现不同的目的。这先进的微控制器总线建筑（AMBA）家庭本身就有多种口味，每种口味都有自己的优势和局限。很可能，在一个复杂的SoC中需要几个。但是还有另一种非常不同的技术，芯片上网络(NoC)，它在概念上非常不同，并没有紧密地耦合互连通信和物理传输，开辟了新的架构选项。我将在下一篇博客中更多地讨论这些选项的相对优势。
NoC互连是SoC体系结构。来源:Arteris IP
还有另一个重要的考虑因素。典型的SoC现在将围绕许多第三方IP和一些集成商具有定制优势的自己的IP构建。但是优势有多大呢?竞争对手可以购买相同的第三方产品，这就稀释了可能的差异化。然后，挑战就变成了设计团队如何有效地集成soc。
好消息是，有的空间是这样做的。带宽，吞吐量，服务质量（QoS），电源，安全性和成本都通过集成来决定。这些因素受到实施的通信架构的影响，最有可能是NOC，因为下一个博客将显示。最终，芯片竞争的是仔细选择IP和片上通信架构。
下一个：为什么NOCS在比例下具有位移的横杆交换机
本文最初发表于经济日报。
Benoit de Lescure是总技术主任(技术总监)在动脉IP。
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