[发明专利]信息交换系统与方法

说明书

本公开涉及信息交换系统与方法。信息交换方法由从机来执行，能节省从机的储存资源。方法包含：接收主机的提交队列尾端提醒，以得知在主机有X个SQ条目待处理，X不大于主机SQ条目上限；依据SQ尾端提醒执行多次读取操作，以从主机读取该X个SQ条目，其中在每次读取操作中，该从机从该主机读取至多Y个SQ条目，该Y小于该X，且不大于从机SQ条目上限，该从机SQ条目上限小于该主机SQ条目上限；准备P个完成队列条目；执行多次写入操作，以传送该P个CQ条目给该主机，在每次写入操作中，该从机传送至多Q个CQ条目给该主机，该Q小于该P，且不大于从机CQ条目上限；发送CQ尾端提醒给该主机，以告知该主机该从机完成写入该P个CQ条目。

技术领域

本发明涉及信息交换系统与方法，尤其涉及提交队列条目/完成队列条目的信息交换系统与方法。

背景技术

图1显示一般的系统单芯片(SoC)100具有一到多个中央处理器(CPU)110，该/该些CPU 110的运行固件(后称固件)通过系统总线120调度与协调各个硬件130的功能以进行运算和处理流程，从而完成SoC 100的整体功能。

当固件和硬件的某个功能互动(interaction)时，硬件为了完成一次具体作业(task)，需要来自固件的输入信息，该输入信息称为命令信息(command；cmd)；硬件完成一次具体作业后，需回馈输出信息给固件，该输出信息称为完成信息(completion；cmpl)。图2显示基于非易失性内存快捷(Non-Volatile Memory Express；NVMe)协议的cmd与cmpl的互动形式，其中主机210的系统内存212储存cmd所形成的提交队列(submission queue；SQ)与cmpl所形成的完成队列(completion queue；CQ)。该互动模式采用消费者/生产者模型。详言之，对SQ而言，主机210是生产者，从机220是消费者；主机210藉由更新SQ的尾端提醒(tail doorbell)来通知从机220其已写入了几笔cmd；从机220藉由更新SQ的首端提醒(head doorbell)来通知主机210其已经取走了几笔cmd。另外，对CQ而言，从机220是生产者，主机210是消费者；从机220藉由更新CQ的尾端提醒来告知主机210其写入了几笔cmpl，主机210藉由更新CQ的首端提醒来通知从机220其已经处理了几笔cmpl。从机220内部的内存222会储存上述SQ的尾端提醒与SQ的首端提醒等等SQ信息，并储存上述CQ的尾端提醒与CQ的首端提醒等CQ信息。

通过前述NVMe协议的SQ/CQ的提醒(doorbell)所形成的握手机制，主机与从机的cmd/cmpl的互动可以实现。从机内部的cmd/cmpl的沟通方式如图3所示：从机220中，CPU310的固件通过总线320访问内存222资源；固件经由总线320将cmd按递增顺序写进cmd队列指定的地址范围，然后藉由缓存器330的档案(register files)提供「指向下一笔写入的cmd的地址的指针(cmd_write_pointer)」给硬件340；硬件340根据该指针计算出未处理的cmd，并通过总线320从cmd队列取得未处理的cmd以执行；硬件340处理完cmd后，产生cmpl，并经由总线320将cmpl按递增顺序写进cmpl队列指定的地址范围，接着提供「指向下一笔写入的cmpl的地址的指针(cmpl_write_pointer)」给固件，固件再藉由缓存器330的档案得到最新的cmpl_write_pointer，以从cmpl队列中取得未处理的cmpl。

据上所述，从机220的内存222会储存cmd队列与cmpl队列。依据NVMe协议，主机210会认为从机220完全支持主机210的SQ队列与CQ队列内所有条目(entry)；换言之，从机220的cmd队列与cmpl队列直观上应完全对应主机210的SQ队列与CQ队列，因此从机220中用来储存cmd队列与cmpl队列的内存应相当于主机210中用来储存SQ队列与CQ队列的内存。然而，考虑到从机220与主机210的硬件资源的不对等，从机220需要大量的硬件资源以完全支持主机端的SQ内所有条目。

发明内容