11月4日，天津市濱海新區(qū)信息技術(shù)創(chuàng)新中心對外發(fā)布了我國首款自主研發(fā)的RapidIO二代交換芯片——NRS1800。該芯片在數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、對外通信領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于圖像分析、醫(yī)療成像、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，填補(bǔ)了我國在交換芯片領(lǐng)域空白。
“未來交換芯片的市場規(guī)模可達(dá)到千億級。”據(jù)創(chuàng)新中心相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹，RapidIO二代交換芯片在信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，如無線通信、數(shù)據(jù)中心、云計算、高性能計算等領(lǐng)域都已得到大規(guī)模應(yīng)用。創(chuàng)新中心技術(shù)人員經(jīng)過歷時近4年的攻關(guān)研發(fā)，實現(xiàn)了NRS1800的量產(chǎn)流片和批量供貨。目前，該芯片在全國十余家單位得到應(yīng)用。
天津市濱海新區(qū)信息技術(shù)創(chuàng)新中心是軟件定義互連技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟牽頭單位，未來創(chuàng)新中心芯片研發(fā)團(tuán)隊將繼續(xù)圍繞軟件定義互連技術(shù)方向開展RapidIO第三代交換芯片、軟件定義互連芯片等交換芯片的研制，助力國家網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略建設(shè)。
據(jù)了解，RapidIO技術(shù)主要面向高性能嵌入式系統(tǒng)的互連通信，被廣泛應(yīng)用于高性能嵌入式系統(tǒng)芯片間、板卡間乃至設(shè)備間的互連，是一種高性能、低引腳數(shù)的互連體系結(jié)構(gòu)，具有高帶寬、低時延、高效率、高可靠性等優(yōu)點。
RapidIO: 高性能嵌入式互連技術(shù)
RapidIO互連架構(gòu)是一個開放的標(biāo)準(zhǔn)，滿足了嵌入式基礎(chǔ)設(shè)施在應(yīng)用方面的廣泛需要。可行的應(yīng)用包括連接多處理器、存儲器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的存儲器映射I/O器件、存儲子系統(tǒng)和通用計算平臺。
RapidIO互連定義包括兩類技術(shù)：面向高性能微處理器及系統(tǒng)互連的并行接口；面向串行背板、DSP和相關(guān)串行控制平面應(yīng)用的串行接口。串行和并行RapidIO具有相同的編程模型、事務(wù)處理和尋址機(jī)制。
RapidIO支持的編程模型包括基本存儲器映射I/O事務(wù)、基于端口的消息傳遞和基于硬件一致性的全局共享分布式存儲器。RapidIO也提供各種錯誤檢測機(jī)制，還提供定義良好的硬件和基于軟件的架構(gòu)以報告并糾正傳輸錯誤。
RapidIO互連被定義為分層結(jié)構(gòu)，在保證后向兼容性的同時提供了可擴(kuò)展性和未來增強(qiáng)的可能。
RapidIO協(xié)議分層結(jié)構(gòu)
邏輯層定義了操作協(xié)議； 傳輸層定義了包交換、路由和尋址機(jī)制；物理層定義了電氣特性、鏈路控制和糾錯重傳等。
象以太網(wǎng)一樣，RapidIO也是基于包交換的互連技術(shù)。如圖3所示，RapidIO包由包頭、可選的載荷數(shù)據(jù)和16bits CRC校驗組成。包頭的長度因為包類型不同可能是十幾到二十幾個字節(jié)。每包的載荷數(shù)據(jù)長度不超過256字節(jié)，這有利于減少傳輸時延，簡化硬件實現(xiàn)。
RapidIO技術(shù)主要面向高性能嵌入式系統(tǒng)的互連通信，它采用高性能LVDS技術(shù)，可以在4對差分線上實現(xiàn)10Gbps的有效傳輸速率，而且具有萬兆以太網(wǎng)、PCI express更高的傳輸效率。由于RapidIO在路由、交換、容錯糾錯、使用方便性上有較完善的考慮，可以實現(xiàn)基于硬件的高性能可靠數(shù)據(jù)傳輸，所以必將在嵌入式系統(tǒng)、3G和3G之后的Beyond3G、4G移動通信基站、高性能數(shù)字信號處理系統(tǒng)等中得到廣泛應(yīng)用。
大多數(shù)電子系統(tǒng)實現(xiàn)三個基本功能：處理數(shù)據(jù)、來回移動數(shù)據(jù)和存儲數(shù)據(jù)，即在處理和傳輸數(shù)據(jù)時，也在沿途不同的地方存儲這些數(shù)據(jù)。開發(fā)RapidIO技術(shù)正是為了在嵌入式系統(tǒng)內(nèi)提供以交換互連而非總線為基礎(chǔ)的傳輸數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法，從而能夠替代很多現(xiàn)有總線技術(shù)或基于交換的技術(shù)如PCI、VME、Utopia、Infiniband、Ethernet（在系統(tǒng)內(nèi)使用）或者SPI4。