[发明专利]管芯上系统结构块的控制装置及方法

说明书

本发明专利申请是2010年3月30日提交的申请号为201010157282.8，名称为“管芯上系统结构块的控制”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本申请一般涉及电子学领域。尤其，本发明的一个实施例涉及管芯上系统结构(OSF)块的控制技术。

背景技术

在电子设计中，半导体知识产权(IP)块(也称之为“IP核”或“逻辑核”或更一般地称之为“逻辑块”)是逻辑电路、单元或芯片布局设计的可重复使用的单元。例如，可以使用或重复使用这种逻辑块，作为各种芯片或逻辑设计中的构造模块。

当IP块的数量增加时，把它们集成到系统中就变得更具挑战性。同样，通过设计，IP块可能不包括复杂的电路(例如，为了使成本下降)。为此，需要通过主处理器而不是IP块中的逻辑来执行一些与地址处理相关联的任务。例如，通过在用户和主处理器的内核模式之间进行频繁切换，这可以引起与地址处理相关联的延迟。

附图说明

参考附图提供详细的说明。在附图中，标号的最左数字表示该标号首次出现的那幅附图。在不同附图中使用相同标号表示相似的或等同的项。

图1和6-7示出计算系统的实施例的方框图，可以利用这些计算系统来实现这里讨论的各个实施例。

图2示出根据一个实施例的用户级代码段。

图4示出根据一些实施例的在OS页面表和TLB中的样本条目。

图3和5示出根据一些实施例的方法的流程图。

具体实施方式

在下面的说明中，阐明了许多特定的细节，以便提供对于各个实施例的透彻理解。然而，可以实现一些实施例而无需这些特定的细节。在其它情况中，未曾详细地描述众知的方法、过程、组件和电路，为的是不使特定实施例模糊不清。

某些实施例涉及这样一些技术，这些技术用于控制经由管芯上系统结构(OSF)而耦合的IP或逻辑块。在一个实施例中，可以按用户级来确立控制。此外，OSF可以使处理器核与IP块对接(诸如在一些实施例中的输入/输出设备)。IP块一般可能由于成本原因而不包括存储器管理单元(MMU)，所以OSF需要把物理地址传送给IP块。对于IP块，提供对地址处理的支持的一个方式是使用内核中设备驱动器。这种设备驱动器可以具有基于物理地址而操作的特权。然而，由于在用户和内核模式和/或页面表移动(page table walk)之间进行频繁切换的成本很高，所以这个模型对于更细粒度的加速度可能是无效的。然而，用户级的控制面对着如何把物理地址传送到IP块这一挑战。

至此，一个实施例利用物理地址阴影来应对这个挑战。例如，可以在操作系统(OS)中实施系统调用，以创建物理页码数字或地址的阴影(例如，使用其它无效的物理地址范围)，这里也把这称之为“重新映射”。此外，硬件(例如，在与OSF进行通信的一个位置处)可以从阴影地址(这里还称之为“重新映射^-1”)获取真实物理地址。在一个实施例中，用于“重新映射^-1”的硬件可以包含使该地址最高的一或二位翻转或逆反。在一个实施例中，应用程序(例如，按用户级执行的)可以使用来自用户空间的普通x86存储，以把存储器地址和其它参数传送到IP块。这将比捕获到内核中访问页面表快一个数量级，并且比在IP块中构建额外的MMU便宜好几个数量级。

此外，在一些实施例中，用户应用程序可以触发具有四个特征的IP块执行：(1)无指令集架构(ISA)扩展；(2)无过多的用户内核模式转换；(3)无额外的MMU；和/或(4)处理器核和IP块可以共享多个并非固定但只在运行时间才知道的地址。这些特征可以导致限制更少的IP块的使用。这还允许 通过OSF的细粒度加速器的推广应用。

可以把这里讨论的技术应用于各种计算系统，诸如参考图1和6、7所讨论的那些计算系统。尤其，图1示出根据本发明一个实施例的计算系统100的方框图。系统100可以包括一个或多个代理102-1到102-M(这里统称为“多个代理102”或更一般地称为“代理102”)。在一个实施例中，一个或多个代理102可以是计算系统(诸如参考图6－7所讨论的计算系统)的任何组件。