[发明专利]片上系统结构块的控制

说明书

技术领域

本公开一般涉及电子学领域。更特别地，本发明的实施例涉及用于控制片上系统结构（On-Die System Fabric）（OSF）块的技术。

背景技术

在电子设计中，半导体知识产权（IP）块（也被称为“IP核”或“逻辑核”或更一般地称为“逻辑块”）是逻辑电路、单元或芯片布局设计的可再用的部件。例如，可以使用或再使用这样的逻辑块作为各种芯片或逻辑设计中的构建块。

随着IP块数量的增加，将它们集成到系统中变得更加有挑战性。同样地，通过设计，IP块可以不包括复杂的电路（例如，为了抑制成本）。为此目的，一些与地址处理相关的任务可能需要由主机处理器执行而不是由IP块中的逻辑来执行。这可能通过在主机处理器的用户和核模式之间的频繁切换而引起例如与地址处理相关的时延。

附图说明

参考附图提供了详细的描述。在图中，附图标记的最左边的（一个或多个）数字标识在其中附图标记首次出现的图。在不同图中使用相同的附图标记指示类似的或相同的项目。

图1和图6-7图示了可以用于实现在本文中所讨论的各种实施例的计算系统的实施例的方框图。

图2图示了根据实施例的用户级代码片段。

图4图示了根据某些实施例的、在OS页表和TLB中的样本条目。

图3和图5图示了根据某些实施例的方法的流程图。

具体实施方式

在以下描述中，为了提供对各种实施例的彻底理解，陈述了很多具体细节。然而，某些实施例可以在没有该具体细节的情况下加以实现。在其它实例中，没有详细地描述公知的方法、程序、组件以及电路以便不使特定实施例模糊。

某些实施例涉及用于控制经由片上系统结构（OSF）耦合的IP块或逻辑块的技术。在实施例中，可以在用户级断言该控制。此外，OSF可以将（一个或多个）处理器核对接至IP块（诸如某些实施例中的输入/输出设备）。例如，因为成本的原因，IP块一般可能不包括存储器管理单元（MMU），因此OSF需要将物理地址传递给IP块。为地址处理提供支持的一种方式是使用用于IP块的核内设备驱动器。此类设备驱动器可以具有基于物理地址来操作的特权。然而，由于在用户和核模式之间的频繁切换和/或页表遍历（page table walk）的高成本的原因，对于较细粒度的加速而言，该模块可能是效率低下的。然而，用户级控制面临着如何将物理地址传递给IP块的挑战。

为此目的，实施例利用物理地址影蔽（physical address shadowing）来处理这个挑战。例如，可以在操作系统（OS）中实现系统调用以创建物理页号或地址的影子（shadow）（例如，使用另外无效的物理地址范围），其在本文中也被称为“重映射”。进一步地，硬件（例如，在处于与OSF通信的位置处）可以从影子地址提取实际的物理地址（在本文中也被称为“逆重映射（remap^-1）”。在实施例中，用于逆重映射的硬件可以包括翻转或反转地址的最高的一个位或两个位。在一个实施例中，（例如在用户级运行的）应用可以使用来自用户空间的普通x86存储（store）以将存储地址和其它参数传递给IP块。这将比陷入核中以访问页表要快一个数量级，并且比在IP块中构建额外的MMU要便宜几个数量级。

此外，在某些实施例中，用户应用可以触发IP块运行，其具有四个特征：(1)无指令集架构(ISA)扩展；(2)无过多的用户－核模式切换；(3)无额外的MMU；和/或(4)处理器核和IP块可以共享不固定但是只有在运行时间时才知道的地址。此类特征可以导致IP块的更少受限的使用。这还可以通过OSF来允许细粒度加速器的更广泛部署。

在本文中所讨论的技术可以被应用于各种计算系统中，诸如参照图1和6-7所讨论的那些。更特别地，图1图示了根据本发明的实施例的计算系统100的方框图。该系统100可以包括一个或多个代理102-1至102-M(在本文中被共同称为“各代理102”或更一般地称为“代理102”)。在实施例中，各代理102中的一个或多个可以是计算系统（诸如参照图6-7所讨论的计算系统）的各组件中的任一个。