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CoreLink 互连 - AMBA 片上连接

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AMBA 是片上通信事实标准。

CoreLinkARM CoreLink™ 互连系列为用于实现 AMBA ACE™、AXI4™、AXI3™、AHB™、AHB-Lite™、APB™ 和 APB3 接口的任意组合的组件提供了片上 AMBA® 连接。

CoreLink CCN-504 cache 一致性网络是在处理器群集、GPU 和 IO 之间提供 cache 一致性支持的产品系列中的最新产品。CCN-504 针对服务器和网络应用,可扩展至多达 16 个处理器内核。

CoreLink 400 系列包括两款新的互连产品:CoreLink CCI-400 Cache Coherent Interconnect 和 CoreLink NIC-400  Network Interconnect,这两款产品支持最新的 AMBA 4 协议接口,可最大限度地提高性能并降低延迟和功耗。CoreLink 400 产品在从移动应用处理器到企业网络的多个市场上具有许多成功的设计。

上一代 NIC-301 Network Interconnect 及其 QoS-301 Advanced Quality of Service 选件和 AMBA Design Kit (ADK)已由 100 多家公司授予许可并在数百万件消费电子产品中使用。

 


互连提高了系统性能并降低了功耗

系统集成的迅猛发展使片上通信和互连成为系统性能的核心。信号传输交互已变得非常复杂;如果不加以控制,可能会造成系统性能变差或出现无法预料的行为。

来自 AMBA 之家的 CoreLink 互连系列是风险最小的片上通信解决方案。ARM CoreLink 互连是针对 ARM Cortex 和 Mali 处理器设计和测试的,它提供了兼顾低延迟和高带宽的数据流服务。

CoreLink 互连系列包含以下针对 AMBA 协议的产品:

在 CPU、GPU 和加速器群集之间的 cache 一致性

CoreLink CCN-504 和 CCI-400 互连可提供包括 Cortex-A15 在内的多核处理器 L2 cache 之间的完全一致性以及与其他主设备(例如 Mali GPU)间的 I/O 一致性,共享 Cortex-A15 处理器的 L2 cache 中的数据。

硬件管理的 cache 一致性是用于 big.LITTLE 处理的一个基本技术,可使操作系统能够选择正确的处理器来执行正确的工作。

针对企业应用,CCN-504 可以扩展至多达 16 个处理器内核,并集成共享的 3 级 (L3) cache。通过此 L3,IO 和加速器可分配芯片上的 cache,通过减少对外部存储器的访问来降低延迟和功耗。

CoreLink Network Interconnect (NIC-400、NIC-301)中的网络功能

CoreLink 互连系列提供了通常与片上网络产品相关的关键技术:

  • 在众多且复杂的 IP 块之间分发交换和路由功能的能力
  • 物理实现的可预见性
  • 用于系统性能优化的通信控制
  • 用于软件优化的通信可见性
  • 可靠地集成包含第三方 IP 内核的复杂系统

CoreLink NIC-400 带有以下选件:QoS 信号传输管理 (QoS-400)、防止阻塞的虚拟通道 (QVN-400) 和减少线路的 Thin Links (TLX-400)。NIC-400 支持 AXI4 中的长 burst 以支持更高效率的流媒体,并支持分层门控时钟以显著降低空闲功耗。

使用 AMBA AXI3™ 和 AXI4™ 来提高性能

现在,大多数高性能 ARM 设计都采用 AMBA 标准,特别是从处理器到动态内存控制器的高性能、低延迟连接。

高性能 AMBA AXI3 和 AXI4 协议的技术特性包括:

  • 单向通道架构。信息流仅在一个方向进行,从而可以在时钟域之间建立非常简单的桥接。这样就可减少门数,从而减少在信号穿越复杂 SoC 时的时序开销
  • 支持多个未完成的事务。这可以并行执行突发,从而获得更大的数据吞吐量。这将促进获得所需的高性能和低功耗,因为任务是在较短时间内完成的
  • 独立地址和数据通道。可在需要时切断关键路径这样以最大限度提高时钟频率并降低延迟,这种优化可以按通道进行
  • 更大的灵活性。通过对称的主接口和从接口,可将 AXI 技术方便地用于从点到点系统到多层系统的各种系统

简化了互连设计以缩短上市时间

CoreLink 互连系列为 SoC 架构师提供了最短的产品上市时间,可提供无与伦比的 Internet 多媒体体验。

 


CoreLink 互连系列包含以下针对 AMBA 协议的产品:

以下参考将帮助您为给定 ARM 处理器或 Mali 图形内核选择相应的互连。

Cortex-A53Cortex-A57Cortex-A15 处理器的互连

  • 应选择 CoreLink CCN-504 cache 一致性网络,适用于高吞吐量网络和服务器 SoC。

Cortex-A15Cortex-A7Cortex-A57Cortex-A53Mali-T600 处理器的互连

  • 应选择 CoreLink CCI-400 Cache Coherent Interconnect,适用于采用 big.LITTLE 处理器的低延迟、低功耗移动和消费类 SoC。

用于 Cortex-AMaliARM11 MPCore 处理器的互连

Cortex-R 处理器的互连

  • 应选择 CoreLink NIC-400 Network Interconnect。如果系统中包含很多具有不同流量要求(延迟关键、带宽关键、最大努力)的主设备,则还应该考虑 Advanced Quality of Service。

Cortex-M、Mali-55、ARM9、ARM11 处理器的互连


CoreLink 互连是一项成熟且广泛使用的技术

200 多个客户已将 CoreLink 互连系列 AMBA 产品成功部署到移动家庭汽车企业网络产品市场。

超过 35 个领先的半导体供应商获得了 CoreLink Network Interconnect (NIC-301) 的使用许可,并在 100 多个 SoC 设计方案中加以使用。

客户引述

客户 引述
 

Broadcom

 Broadcom 公司研发部副总裁 Edward Frank 博士说:“ARM 能够提供大量 IP(包括高性能片上互连)并且 ARM 郑重承诺提供支持以满足 Broadcom 需求,从而帮助我们缩短了越来越多的重要产品的上市时间。”
 Toshiba 半导体公司 Toshiba Corporation 的 SoC 设计部技术主管 Takashi Yoshimori 说:“ARM 不仅提供处理器,而且还提供 SoC 产品所需的基本外设 IP,这在快速开发将来的产品并将其推向市场方面具有极大的吸引力。ARM 在这一领域的专业知识、产品质量以及提供的全面支持给我们留下了深刻印象。”
 Samsung  Samsung Electronics 系统 LSI 部门副总裁 Sung Bae Park 说:“Samsung 在基于 ARM 架构的产品方面取得了巨大成功,这是将来开发数字电子产品的最重要基石之一。ARM 技术 [所有 ARM® 处理器以及 AMBA® 片上互连和控制器 IP] 将集成到我们的下一代电子产品组合中,包括便携式媒体播放机和移动 Internet 设备。我们期待与 ARM 继续保持长期和富有成果的合作关系。”

客户满意度调查 (2009) 结果

  • 大多数客户对 NIC-301 表示满意或非常满意
  • 现有客户认为 NIC-301 易于使用且可快速生成 RTL
  • 超过 95% 使用过 NIC-301 的客户希望继续使用该产品。

客户喜欢 NIC-301 的原因有:

  • “提供了 SoC 架构所需的所有功能”
  • “高度可配置”
  • “可定制”

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