文献综述
摘要:RapidIO 属于系统级的互连技术,主要面向高性能数字信号处理系统以及嵌入式系统的互连通信,提供以交换互连而非总线为基础的传输数据的标准方法。串行RapidIO技术在高速嵌入式系统内部的信号交换方面存在独特的优势,目前单信道速度最快高达10Gbps。RapidIO协议自2003年发布以来高速发展。几乎所有的嵌入式系统芯片及设备供应商都加入了RapidIO行业协会,设计生产了大量支持RapidIO的器件。国内相关研究尚不成熟,但也取得了一些成果。
一.研究背景
在过去的30年来处理器性能呈指数增长,然而同时期处理器总线频率增长速度相对较慢。由于受到系统性能和系统开销的双重制约,由时钟频率表征的CPU内核性能和由总线频率表征的CPU可用带宽之间的差距在不断扩大。尽管高速缓冲和更先进的处理器微架构的使用可以帮助减少CPU性能与可用总线带宽之间不断扩大的差距,但这些无助于改进处理器和外设芯片间的连接和多处理器系统中多个处理器间的互联。[1]
从单分段共享总线互联系统到级联的多分段共享总线互联系统,传统上的总线互联技术已达到极限性能。 [2]因此,典型的嵌入式系统设计,一大难点就是实现系统级互联,即系统内的不同组件之间通信的速率。[3]互联通信问题已经成为制约嵌入式系统整体性能提高的瓶颈。
传统共享总线的互联方案,由于多个器件共享带宽,降低系统数据交互效率,容易造成器件互联数据传输瓶颈。而器件间点对点互联可以实现每个器件之间独立使用某个数据交互通道,但传统接口数据带宽有限,且不适合任意器件点对点互联。[4]
起初,电子元器件生产商没有一种普遍适用的总线解决方案可以将所有器件连接到一起,大多各自提供专有的总线互联技术。由于不能通用,大大增加了系统设计的复杂性,也增加了系统验证的工作量。尽管解决方案众多,整个市场仍期盼有标准互联来简化开发工作,降低成本。[1]
RapidIO互联技术正是为解决以上问题而被开发出来的。作为目前世界上第一个,也是唯一的嵌入式系统互联国际标准,RapidIO互联架构通过定义一种高性能包交换互联技术有效地消除了系统互联瓶颈。[3]
二.RapidIO简介
