一种基于以太网和PCIe总线的SOC芯片互联系统的制作方法

专利2025-06-22  18


本发明属于计算机应用,具体涉及一种基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统。


背景技术:

1、随着信息技术的发展,计算机在各行各业中发挥了重要的作用,尤其是在以智能汽车为代表的智能技术应用领域,计算机在其中发挥了不可替代的作用。随着计算机技术的不断发展,计算机架构也在不断创新,传统的以cpu为核心的计算机已经难以满足智能应用的需求,大量专用或通用soc芯片问世,构建了基于soc芯片的新型计算机系统,但目前的soc芯片还是专注于某一特定领域,如无人驾驶、视频编解码等,通用计算能力还有待加强,因此在实际应用过程中,经常需要以cpu为核心的计算机系统和以soc芯片为核心的计算机系统协同完成重要任务,同时,由于目前soc芯片的性能水平高低不均,因此在不同的应用场景中经常需要使用多个soc芯片与cpu互联。由于目前soc芯片在设计上属于百花齐放的状态,对外接口多有不同,这为以cpu为核心的计算机系统和以soc芯片为核心的计算机系统互联互通带来了很大的挑战,因此,需要提出一种新型的soc芯片互联系统。


技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是如何提供一种基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,以解决现有的异构计算机中cpu与多个soc芯片之间互联方式不统一,难以实现通用化互联互通的问题。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题,本发明提出一种基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,该系统包括:cpu模块、soc模块、以太网交换模块和pcie switch模块;

5、所述cpu模块,是以cpu为核心的计算机系统,包括:cpu、桥片和网卡,其中,cpu通过高速总线连接桥片,桥片提供至少两路pcie接口,其中一路pcie接口连接网卡,另外一路pcie接口对外引出,网卡对外提供至少一路以太网接口;

6、所述soc模块,是以soc为核心的计算机系统,包括:soc,其中,soc提供计算能力,同时内部集成了pcie控制器和以太网控制器,该soc模块对外提供至少一路pcie接口和至少一路以太网接口;

7、所述以太网交换模块,是具备三层以太网交换功能的模块,包括:以太网交换芯片、嵌入式cpu,用于完成数据报文的网络协议处理及交换传输,支持二层、三层交换,该以太网交换模块对外提供以太网接口,用于连接cpu模块或soc模块;

8、所述pcie switch模块,是具备pcie总线数据交换功能的模块,包括:pcie switch芯片,用于pcie各端口间数据交换,pcie switch模块提供pcie端口,用于连接cpu模块或soc模块。

9、(三)有益效果

10、本发明提出一种基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,本发明通过在cpu模块和soc模块之间同时使用以太网交换模块和pcie switch模块进行数据交换,可以使多个不同型号的cpu与多个不同型号的soc芯片之间使用同一种互联方法进行数据通信,使设备具备通用化的能力,也可以依据实际情况对任意模块进行升级替换,可以有效的节约成本,降低异构计算机系统的复杂性。



技术特征:

1.一种基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,其特征在于,该系统包括:cpu模块、soc模块、以太网交换模块和pcie switch模块;

2.如权利要求1所述的基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,其特征在于,所述的cpu模块还包括:内存、sata盘,在该cpu模块中,cpu为计算核心,内存和sata盘为cpu提供数据存储功能,桥片提供pcie总线扩展能力,网卡提供网络通信能力。

3.如权利要求1所述的基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,其特征在于,所述soc模块还包括:内存、emmc,组成了一套基本的计算机系统,在该soc模块中,soc提供计算能力,内存和emmc为soc模块提供数据存储能力。

4.如权利要求1所述的基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,其特征在于,所述以太网交换模块对外提供至少八路以太网接口,用于连接至多八个cpu模块或soc模块,当cpu模块和soc模块的总数多于八个时,升级以太网交换模块以支持更多的接口数量。

5.如权利要求1所述的基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,其特征在于,所述pcie switch模块具备pcie各端口间数据交换的能力,支持标准pcie交换模式和虚拟交换模式,至少支持pcie 3.0规范,且向下兼容,链路宽度配置为x16,x8或x4。

6.如权利要求5所述的基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,其特征在于,该pcie switch模块对外提供至少八路pcie端口,当cpu模块和soc模块的总数多于八个时,升级pcie switch模块以支持更多的接口数量。

7.如权利要求1-6任一项所述的基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,其特征在于,该系统同时使用以太网和pcie总线实现cpu模块和soc模块之间的数据互联互通。

8.如权利要求7所述的基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,其特征在于,所述cpu模块中的cpu为龙芯cpu或飞腾cpu。

9.如权利要求7所述的基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,其特征在于,所述soc模块中的soc为昇腾soc芯片或算能soc芯片。

10.如权利要求7所述的基于以太网和pcie总线的soc芯片互联系统,其特征在于,数个cpu模块与数个soc模块之间通过以太网交换模块和pcie switch模块进行数据交互,其中,以太网通道中的数据交互依赖于ip地址,该ip地址通过软件灵活配置,pcie通道中的rc节点与ep节点通过软件灵活配置的。


技术总结
本发明涉及一种基于以太网和PCIe总线的SOC芯片互联系统,属于计算机应用技术领域。本发明使多个SOC芯片同时通过以太网和PCIe总线与多个CPU互联互通,这些SOC芯片与CPU芯片也可以是不同的型号规格。通过这种新型的互联方法,使得基于SOC芯片构建的计算机系统具有更好的可扩展性,可以方便的进行模块级升级替换,也可以在不同型号的模块间进行数据通信。

技术研发人员:闵新宇,刘宗宝,张力,刘更,桓建文
受保护的技术使用者:北京计算机技术及应用研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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