Разработана оригинальная внутрикристальная шина для объединения сотен вычислительных ядер

Информация о материале

Опубликовано: 08.04.2013, 14:17

Завершена разработка простой пакетной шины (Simple Packet Bus - SPBUS), которая позволяет обеспечить взаимодействие сотен различных устройств внутри кристалла. Шина SPBUS полностью написана на VHDL без использования закрытых лицензируемых IP блоков. Разработанная шина является исключительно компактной с точки зрения использования аппаратных ресурсов ПЛИС или СБИС, при этом обеспечивает задержки при передаче данных менее 50 тактов.

Хотя мы и называем SPBUS шиной, терминологически верно говорить "дерево коммутаторов". Каждый коммутатор SPBUS имеет по 3 входных и 3 выходных порта. Каждое устройство на кристалле или узел оснащено собственным коммутатором. Один входной порт и один выходной порт каждого коммутатора подключены к текущему узлу, остальные порты служат для обмена данными с коммутаторами, расположенными на соседних узлах.

Данные передаются по шине методом типа червоточина (wormhole). Суть этого метода заключается в том, что когда первая часть пакета не может быть передана дальше, посылающей стороне отправляется сигнал о том, что необходимо остановить передачу до тех пор, пока путь не освободится. Данный сигнал ограничивает посылку сообщений на определенное время. Такой тип управления называется управлением с обратным давлением. Данный подход позволяет минимизировать количество буферной памяти в коммутаторах.

Шина разработана с учётом принципа GALS – Globally Asynchronous Locally Synchronous. Данный принцип подразумевает разделение сети на домены с независимым контролем тактирования. Для передачи данных через границы тактовых доменов используются блоки двухпортовой памяти. С целью упрощения системы двухпортовой сделана локальная память вычислительных узлов.