[发明专利]互联裸芯、互联微组件、互联微系统及其通信方法

说明书

本发明涉及裸芯之间的连接，尤其是互联裸芯，包括：协议转换电路，所述协议转换电路包括多个协议转换模块，用于提供多种与外部连接的标准主流协议接口；外部互联接口，所述外部互联接口包括一对同步控制器，用于与其他互联裸芯进行通信；及内部裸芯级网络，所述内部裸芯级网络包括传输总线和路由器，所述同步控制器和所述协议转换模块均分别与内部裸芯级网络的边界节点连接，用于传输来自接口或其他互联裸芯的数据包。该互联裸芯支持接口扩展和片间级联，硬件电路简洁，功能层次划分清晰，具有良好的可扩展性，克服了目前多裸芯系统技术封闭、体系庞杂、扩展性差的缺陷。

技术领域

本发明涉及裸芯之间的连接，尤其是互联裸芯、互联微组件、互联微系统及其通信方法。

背景技术

随着数字集成电路的发展，片上系统（Systemon Chip，SoC，指将多个功能模块集成到同一个硅片上）几乎已经成为了实现高性能系统的必要方案，生产厂商通过不断扩大SoC的规模来满足用户对产品性能的需求。然而，受到加工工艺等因素的限制，摩尔定律（即集成电路上可容纳的晶体管数目每经约24个月增加一倍的规律）正在逐渐失效，这使得在单个硅片上扩大集成电路规模的成本和开发周期变得极高。

未来集成电路将朝多裸芯（Die）集成方向发展，即将多个功能各异且已通过验证、未被封装的芯片组件互联组装起来，并封装为同一管壳中的芯片整体，从而形成封装级网络（Networkon Package,NoP）。这些裸芯可以采用不同工艺、来自不同厂商，因此极大缩短和降低了开发周期和难度。

在建立NoP时，多裸芯的互联面临两个关键问题：速度和可扩展性。

现有的常规片间互联技术属于板级互联，其速度慢，在访问高带宽资源时性能迅速下降；而且当前国外企业采用的多裸芯互联系统主要使用专用协议，整个系统由单个厂商封闭控制，体系庞杂，可扩展性差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种采用封装级互联和高性能片上网络，克服了传统板级互联传输带宽小的缺陷，可扩展性高的互联裸芯，具体技术方案为：

互联裸芯，包括：协议转换电路，所述协议转换电路包括多个协议转换模块，用于提供多种与外部连接的标准主流协议接口；外部互联接口，所述外部互联接口包括一对同步控制器，用于与其他互联裸芯进行通信；及内部裸芯级网络，所述内部裸芯级网络包括传输总线和路由器，所述同步控制器和所述协议转换模块均分别与内部裸芯级网络的边界节点连接，用于传输来自接口或其他互联裸芯的数据包。

进一步的，还包括基本管理单元，所述基本管理单元包括：时钟管理模块，所述时钟管理模块用于将外部时钟输入转换为芯片内部各部分的工作时钟；及配置管理模块，所述配置管理模块用于在系统初始化时配置芯片内部各部分的初始化信息。

互联微组件，包括：所述的互联裸芯；及功能裸芯，所述功能裸芯不少于一个，所述功能裸芯通过协议转换电路与所述可扩展高速互联裸芯连接。

互联微系统，包括：不少于两个的所述的互联微组件；及外部扩展总线，所述互联微组件之间通过外部互联接口和外部扩展总线连接，并采用拓扑结构连接。

互联微系统的通信方法，包括组件内传输方法和跨组件传输方法：所述组件内传输方法包括数据从一个协议转换模块进入内部裸芯级网络，经过内部裸芯级网络后到达另一个协议转换模块；所述跨组件传输方法包括数据经过同步控制器管理的外部扩展总线进行传输。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的互联裸芯支持接口扩展和片间级联，硬件电路简洁，功能层次划分清晰，具有良好的可扩展性，克服了目前多裸芯系统技术封闭、体系庞杂、扩展性差的缺陷，采用高性能的片上网络作为数据传输工具，相比总线式系统传输带宽大、多核适应性强且网络便于扩展，能够在很大程度上利用并支持目前主流的标准协议接口，兼容性好，能够有效降低开发成本、缩短开发周期。

附图说明