logo最近，多核单晶片（（SoC）元件的出现重新划分了硅元件、电路基板和子系统之间的边界线。这种倾向是晶圆？晶片和电路基板？与电路板的互连要求发生了重大变化。那么，已有的淮河准备好应对这个变革了吗？
1970年代，由于微处理器的登场，利用分离式处理器、存储器控制器、I/O介面元件，能够在单一电路板上构建简单的运算系统。这些元件通过基板等级汇流排连接，在需要更高性能的情况下，组装多个电路基板，通过系统等级汇流排经由背板提供卡间通信。
这些电路板和系统互连协议都是专用的。然而，此后，专用协议逐渐被布置在标准淮化协议中，例如以太网、PCI Express或RapidIO协议。
另一方面，积体电路技术遵循摩尔定律，包含电晶体的数量和速度持续增加。根据这些倾向，处理器的性能大幅提高。
这个良性周期在过去几代硅元件中已经被充分利用。遗憾的是，单核心处理器性能的提高速度开始下降。造成这种下降的最重要的因素是电力消耗。电晶体越小，切换速度越快。电晶体尺寸的缩小增加了泄漏，导致静态功耗的增大。另外，电晶体随着开关速度的加速，动态消耗功率也增加。
这种不断上升的功耗揭示了当前硅工艺技术中存在的一些实际问题。首先，单处理器的性能受电力和系统消耗功率的限制。其次，电晶体预算持续增加，得到的时候脉搏速度不是那样。
电晶体随着预算的增加，行业迅速转移到具有多个处理器核心的元件。这些元件还集成存储器控制器、应用加速器和I/O接口的元件以形成多核SoC。多核心部件有望大幅提高系统性能。
SoC元素的市场问题模糊了单个元素和完整系统架构之间的界线。过去，在完整的计算系统中需要电路板，但是现在仅单个元件就可以覆盖多个系统。
SoC向元素的转换改变SoC和其他元件和网络之间的互连要求。电路板与系统级的互连最初是基于汇流排共享的，与传统处理器一样，采用类似的方法来满足对更高互连性能的要求：增加时脉速度，扩大汇流排频率宽度。但是，蹈处理器的辙最后同样由于实体效果的影响，不得不减少汇流排上的元件数，因此产生汇流排分割、层级化拓扑以及最终的点对点切换网络。
嵌入式系统通常被划分为控制面、资料面和系统管理种子系统为3如果系统仅包括一个计算系统，则系统级通信流的数目是有限的。这是幸运的，因为根据定义，基于汇流排的互连只能容纳一个通信流。
图1：如果系统仅包括一个计算系统，则系统级通信流的数量是有限的。在多核SoC中，由于每个核处理各自的通信流，所以可能实现每个晶片的多个通信流。
QoS考虑
以前，为了提高系统性能，各功能都采用了专用处理器。该方法随着多个并行通信流的出现，服务质量（QoS）的问题急剧增加。在许多情况下，使用三个单独的互连来优化频率宽度并防止每个通信流之间的干扰。在这些系统中，每个处理器执行一个功能，并分别负责单个或最大数量的通信流。
但是，多核SoC的登场大大改变了这样的局面。由于每个核心可以单独处理每个通信流，所以可以在每个晶片上实现多个通信流。
并行执行已有的程序代码，在单一的多核SoC上实现控制、资料、管理方面功能的融合这样的最近的目标，是为了方便多核架构的策略。该方法可以在一个四个核心元件上产生至少三个或多个通信流。长期来看，软件支持多核，并返回使用多个核心来执行离散资料和控制面板功能。在任一种情况下，无论在哪里采用多核SoC，都会产生多个通信流。随着8、16、使用更多核心的下一代SoC的登场，今后的两篇故事将会持续下去？4年间，单个元件能够支持的通信流的数量大幅增加。
当前互连支持多个通信流吗？答案是肯定的。通过在单个互连传输之前执行多任务，可以支持任意数量的通信流。但是，目标节点如何将通信流进行多任务分离，保证频率宽度和平均值或最差的延迟等，如何给每个通信流提供自己的服务参数还存在两个大问题。
要解决这些问题，协议需要几个功能。首先，这个协议需要对每个通信流进行歧视。换言之，应该可以检查电缆上的数据包，并决定属于哪个通信流。接下来，当通过互连传输分组时，需要执行服务参数。这一点可以通过控制仲裁和流量控制来实现。例如，坚固的SoC需要多个通信业务控制机制来限制互连上的一系列拥塞事件。这些机制可以包括链路至链路、终端和输入/输出业务管理。
嵌入系统中最广泛应用的互连可以是以太网。以太网的扩展性在多年的服务中得到了充分的确认。基本的Layer 2以太网消息框只支持处理数据报类型（datagram-style），没有定义的业务差别头栏位。但是之后，从Layer 2的VLAN标签向更广泛的Layer 3Ip头lsquo；5Tuples（五元组）rsquo；各种流量差别化方法被设置在最高层。但是，lsquo；五元组rsquo；该方案可以支持数百万个通信流。
遗憾的是，对于以太网来说，QoS被确认是更大的挑战。这是一个有限的链接级别pse63？这是因为仅能够采用消息箱协议，缺乏广泛采用的业务控制机制。除了链路级别之外，能够解决这个问题的少数解决方案得到了更多的支持。这包括在Layer 2中采用VLAN优先顺位标签802.1Q，或者在Layer 2和Layer 3之间采用MpLS头。交通管理也是一般的方法。通常，在封闭的嵌入式系统中，只发现这种方案的一部分。对于以太网，目前没有与特定完整性一致的方法。
另一个问题是因为在以太网上分层的方案大部分使用软件实现。由于硬件支持较少，所获得的QoS参数受到通信流通过软件栈时发生的延迟和延迟抖动的限制。
1999年定义的RapidIO互连规范表示更先进的系统互连方案。在该标准的开发中，QoS是重要的考虑事项，包括再试验（retry）、基于信用（-credit-based的链路级流量控制、端对端XON/XOFF、流量控制协议等几个流量控制机构。
在嵌入系统中广中采用的另一种相互连接技术是PCI ExpressPCIe。PCIe最初瞄准淮河pC和服务器市场，支持配置、事件消息的发送和读写处理。该技术仅限于系统级别QoS的支持。点腐蚀？感冒了63？足够实现点位通信per的？VC、basis有稳定的基于信用的链路级流量控制。
在实际应用中，以太网可以实现稳定的业务差别化，但缺乏稳定的QoS特性。大多数PCIe实现方案没有业务差别化能力。PCIe的流量控制有限，对将来的多核元件淮准备了最不足的元件。其中RapidIO的潜力最大，是为了帮助在具有优先顺序的三个通信串行流上的数百万个差分业务，并支持稳定的QoS特性。
幸运的是，许多新兴的多核SoC支持多个外部互连协议。如飞思卡尔的8个核心QorIQ P4080那样，可以配置本文所述的所有协议。
