IDT擴(kuò)展PCIe Gen2交換系統(tǒng)互連解決方案領(lǐng)導(dǎo)地位

有了新的 PCIe Gen2 解決方案，IDT 能夠提供針對(duì)多主系統(tǒng)無(wú)可比擬的設(shè)計(jì)靈活性的系統(tǒng)架構(gòu)。多主用來(lái)定義具有多個(gè) CPU 聯(lián)合體的系統(tǒng)，在 PCIe 術(shù)語(yǔ)中通常稱為“主聯(lián)合體（root complexes），它共存、通信、共享和管理系統(tǒng)資源。這樣的系統(tǒng)也被稱為多域系統(tǒng)，因?yàn)槊總€(gè) CPU 聯(lián)合體都是 PCIe 域的主聯(lián)合體。

PCIe 是由具有單主（主聯(lián)合體）和多個(gè)端點(diǎn)的樹(shù)狀拓?fù)涠x的。主和端點(diǎn)之間可以直接或通過(guò) PCIe 交換器連接。每個(gè)域中的主聯(lián)合體都負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn) PCIe 設(shè)備、運(yùn)行中的枚舉和管理，包括地址和內(nèi)存空間的管理。圖 1是一個(gè)簡(jiǎn)單的 PCIe 域及其元件的實(shí)例。

雖然由PCIe 規(guī)范定義的單主拓?fù)涮峁┝艘粋€(gè)處理聯(lián)合體與本地 I/O 之間可擴(kuò)展、低功耗和高性能連接，但一個(gè)系統(tǒng)中處理能力需求的增加和對(duì)補(bǔ)充處理單元的需求（中央處理器、管理處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和安全處理器等）使一個(gè)系統(tǒng)中處理器的數(shù)量超過(guò)了一個(gè)主，先進(jìn)的 PCIe 交換架構(gòu)需要提供：

• 支持多主與主之間的通信
• 動(dòng)態(tài)資源映射和共享：I/O和外設(shè)計(jì)算元素
• 計(jì)算和智能 I/O 元素間一致且有效的一對(duì)多數(shù)據(jù)分布
• 跨多種尺寸和能力的可預(yù)測(cè)線速性能
• 低功耗
• 高可靠性、可用性、可維護(hù)性（RAS） 和安全性
• 利用現(xiàn)有的硬件、固件和軟件生態(tài)系統(tǒng)

新系列 IDT PCIe 系統(tǒng)互連交換解決方案內(nèi)在的創(chuàng)新基礎(chǔ)是公司先進(jìn)的交換架構(gòu)，它可以將一個(gè)物理交換器在邏輯上劃分為多個(gè)邏輯子交換器，每個(gè)子交換器都有子交換分區(qū)作為獨(dú)立的域，完全符合 PCIe 協(xié)議和規(guī)范。新的交換器通過(guò)提供更多分區(qū)/域之間通信的功能，包括通過(guò)直接內(nèi)存訪問(wèn)（DMA）和支持多播或廣播數(shù)據(jù)傳輸?shù)南冗M(jìn)數(shù)據(jù)處理補(bǔ)充了架構(gòu)的創(chuàng)新。最后，所提供的交換器的復(fù)位和時(shí)鐘邏輯可以確保每個(gè)交換器分區(qū)運(yùn)行完全符合獨(dú)立于所有其他分區(qū)的規(guī)范。

IDT 公司首創(chuàng)了第一個(gè) PCIe 交換解決方案，通過(guò)建立一個(gè)分區(qū)交換架構(gòu)提供了多主支持。這種先進(jìn)架構(gòu)確保了一個(gè)物理器件作為多個(gè)邏輯交換器運(yùn)行，每個(gè)邏輯交換功能完全符合 PCIe 域，下圖所示。該架構(gòu)支持多達(dá) 8 個(gè)不同 PCIe 域和主聯(lián)合體，能夠在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)上安排和分配交換器端口和連接。這種強(qiáng)大的架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)以往 PCIe 無(wú)法實(shí)現(xiàn)的許多應(yīng)用：

● 取代多個(gè)有一個(gè)交換器的分立 PCIe 交換器，以節(jié)省功耗、空間并降低成本
● 靈活的槽映射，以取代PCIe信號(hào)交換器
● 高可用性系統(tǒng)的端口故障恢復(fù)，以實(shí)現(xiàn)比可移動(dòng)上行端口更大的靈活性
● 帶寬平衡以優(yōu)化系統(tǒng)資源配置

利用分區(qū)交換架構(gòu)提供的多達(dá) 8 個(gè)獨(dú)立的主聯(lián)合體支持，IDT 系列通過(guò)配置多達(dá) 8 個(gè)非透明橋（NTB）功能的新系列交換器擴(kuò)展了系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)交換分區(qū)和 PCIe 域之間的通信。交換器內(nèi)的非透明橋功能實(shí)現(xiàn)了主聯(lián)合體隔離和地址轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)如下圖所示的域間處理器間的通信。

如上圖所示，IDT 交換器為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了兩個(gè) DMA 控制器，為整個(gè)系統(tǒng)的高效數(shù)據(jù)移動(dòng)創(chuàng)建了中央位置，并從管理數(shù)據(jù)移動(dòng)卸載處理資源。DMA 傳輸由內(nèi)部和各交換分區(qū)和 PCIe 域支持。

IDT 分區(qū)交換架構(gòu)、非透明橋和 DMA 功能的強(qiáng)大組合還為多主故障恢復(fù)提供了業(yè)界最佳支持。與以往或同類僅由雙主機(jī)故障恢復(fù)的交換器不同，IDT 解決方案可以利用一個(gè)主機(jī)（主）對(duì)系統(tǒng)中任何其他主聯(lián)合體或主聯(lián)合體組合進(jìn)行全狀態(tài)和無(wú)狀態(tài)故障恢復(fù)。

新增的數(shù)據(jù)移動(dòng)功能支持 PCIe 多播。IDT 推出了第一款 PCIe 多播器件，擴(kuò)展了在交換器分區(qū)和 PCIe 域內(nèi)及之間支持多播信息傳輸?shù)男孪盗薪粨Q器的重要功能。

最后，IDT 的交換解決方案通過(guò)智能管理系統(tǒng)計(jì)時(shí)和復(fù)位功能解決了關(guān)鍵的多主系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題，有助于交換分區(qū)和 PCIe 域完全獨(dú)立運(yùn)行。每個(gè)系統(tǒng)分區(qū)和域能夠在無(wú)需任何其他 PCIe 域全局交換器影響的情況下復(fù)位。同樣，IDT 通過(guò)解決 PCIe 系統(tǒng)中關(guān)鍵的系統(tǒng)計(jì)時(shí)問(wèn)題，利用其豐富的硅計(jì)時(shí)產(chǎn)品組合，支持了多個(gè)時(shí)鐘域。IDT 解決方案獨(dú)特地支持了端口參考時(shí)鐘，可用來(lái)代替全球系統(tǒng)時(shí)鐘，使每端口時(shí)鐘隔離，實(shí)現(xiàn)多個(gè)時(shí)鐘域，包括用于支持業(yè)界最靈活時(shí)鐘架構(gòu)擴(kuò)頻時(shí)鐘（SSC），如下圖所示。

PCI Express 是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)，與以往的 PCI-X 和 PCI 標(biāo)準(zhǔn)向后兼容。隨著協(xié)議的高度可擴(kuò)展，PCI、PCI-X 和更多最近發(fā)布的 PCIe 都成為了計(jì)算、通信和嵌入式系統(tǒng)芯片到芯片互連事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，可提供低成本和低功耗互連解決方案。創(chuàng)新的架構(gòu)和信新的 IDT PCIe Gen2 交換解決方案系列符合該規(guī)范，可提供與 PCIe Gen2、PCI-X 和 PCI 向后兼容的 PCIe Gen2連接。新系列 IDT 解決方案是業(yè)界首款符合 PCIe 基礎(chǔ)規(guī)范 2.1 修訂版兼容的產(chǎn)品。

利用 8 至 24 端口和 12 至 32 通道的交換配置和豐富的功能集，包括 DMA、多個(gè) NTB，每端口時(shí)鐘和支持多主系統(tǒng)操作的分區(qū)架構(gòu)多播，新系列 IT 交換器適合廣泛的通信、嵌入式和存儲(chǔ)應(yīng)用。總之，任何為實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)處理單元間高性能連接，以及尋求空間和功耗效率關(guān)鍵的應(yīng)用領(lǐng)域中各自域和域間通信支持的應(yīng)用，都將從 IDT PCIe Gen2 交換解決方案中受益。