[发明专利]一种高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构

权利要求书

1.一种高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构，其特征在于：包括低功耗管理单元、高可靠管理单元和数据一致性管理单元；

数据一致性管理单元：监听多个设备的数据传输并进行缓存，保证多个设备间数据一致；

低功耗管理单元：进行互连结构时钟和功耗管理；

高可靠管理单元：用来实时处理数据传输错误并防止总线死锁。

2.根据权利要求1所述的高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构，其特征在于：高可靠管理单元利用总线分离传输机制、错误及时检测处理方法和定时轮询监测机制进行数据传输，保证了数据的高可靠性。

3.根据权利要求2所述的高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构，其特征在于，所述错误及时检测处理方法按如下方式实现：

在总线结构中增加校验检错机制，使数据在传输时增加一位校验位；

当数据离开总线时，首先进行解码校验，如果校验结果正确则继续传输，如果校验结果不正确，则向前一级传输反馈重传请求，从而保证数据传输错误被及时处理，避免错误传递而导致无法纠正和检测的错误发生。

4.根据权利要求2所述的高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构，其特征在于，所述总线分离传输机制实现方式如下：

当互连结构中的某个总线桥接收到主设备的数据传输请求后，发现本次数据传输需要使用的总线与其他传输使用的总线存在互锁，则会向主设备发送分离请求信号，保留主设备请求但暂时释放本次数据传输占用的总线，使与该总线桥互锁的另一个总线桥能够获得该总线的使用权，待另一个总线桥完成数据传输释放总线后，当前总线桥完成主设备的数据传输，解决总线死锁问题。

5.根据权利要求2所述的高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构，其特征在于，所述的定时轮询监测机制会对互连结构中的存储从设备访问进行特殊标记，当存储从接口发生读写访问操作时该特殊标记置位；总线定时对该特殊标记位进行查询，如果在查询时发现没有置位，则互连结构会向主设备反馈并请求对存储从设备进行补充访问，从而保证定时时间内存储设备会被访问，结合存储设备的纠检错机制能够防止错误翻转的累积，提高互连结构中数据的可靠性。

6.根据权利要求1所述的高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构，其特征在于，低功耗管理单元利用多级时钟门控单元实现时钟管理，利用低数据翻转算法实现功耗管理。

7.根据权利要求6所述的高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构，其特征在于，所述的多级时钟门控单元采用开关信号切换时钟状态，在工作时开启时钟，空闲时关断时钟来降低功耗，包括专用时钟门控单元及增强时钟门控单元。

8.根据权利要求6所述的高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构，其特征在于，所述的低数据翻转算法设置数据极性指示信号，当数据通过互连结构传输时，会对当前数据与上次传输数据比对判决，当数据反转超过预定位数时，数据极性指示信号置位，同时将当前传输数据进行极性反转。

9.根据权利要求6所述的高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构，其特征在于，所述的低功耗管理单元采用多频率域设计模式，所述多频率域设计模式设置多个频率域，根据接口设备最高频率要求，将接口设备挂在相应的频率域上，实现在满足接口时序要求的情况下，降低互连结构整体的功耗开销；

具体实现上，是将高速设备挂在高速总线上，满足高速高带宽传输要求；将中速接口设备挂在中速总线上，满足接口时序；将低速设备挂在低速总线上。

10.根据权利要求1所述的高可靠低功耗数据一致星载处理器互连结构，其特征在于，数据一致性管理单元通过仲裁模块、请求重分配模块、监听过滤模块和监听缓存模块实现多个主设备间通信数据的一致性；

仲裁模块根据优先级不同对请求进行仲裁，将仲裁结果发送给请求重分配模块；请求重分配模块对请求进行重新排序和分配，保证了优先级高的访问能够在最短时间内被响应；

当主设备发起数据传输请求时，监听过滤模块会根据传输访问地址空间的类型判断是否需要进行监听，如果为共享地址空间，则会向所有主设备发出监听请求，如果其他主设备中有相关地址数据，则就近取数，并发送给监听缓存模块进行缓存；如果为独享地址空间，则不发起监听请求。