1.1 什么是 CI-700？
CI-700是一种AMBA
® 5 CHI互连，具有可定制的网状拓扑结构，采用 Armv9 处理器设计，可提供全面计算解决方案。它可以从主流智能手机扩展到高端智能手机，再到笔记本电脑级设备。设计与 CoreLink 网络互连和 CoreLink MMU-700 内存管理单元配对使用。
图 1-1
1.1.1 关于 CI-700
| Feature | Details |
|---|---|
| Designed and optimized for premium smartphones and laptops. | * Based on high-performance AMBA CHI mesh interconnect technology * Fully coherent interconnect supports from one to eight coherency clusters over AMBA CHI interface |
| High bandwidth and low latency from high frequency implementation | Supports low power implementations from 1GHz to high performance implementations up to 2GHz in 5nm processes |
| Configurable Unified System Level Cache | * System level cache may be shared with GPU and other accelerators * MPAM partitioning enables control of how System level cache resources are allocated and increases predictability * Exclusive System level cache: data cached in the CPU cluster is not duplicated in the System level cache * Snoop filter avoids the need to broadcast snoops to all CPU clusters * Exclusive System level cache: data cached in the CPU cluster is not duplicated in the System level cache |
| Security | * Adopts latest Armv9 architecture features * Interface standards focus on security, performance, reliability, and virtualization * Memory Tagging Extensions (MTE) for increased security * AMBA CHI.E and AMBA AXI.H for Armv9 architecture, security, and virtualization support |
| Direct System Attach (DSA-F) configuration | * Removes System Level Cache and snoop filter from CI-700, uses L3 in DynamIQ Shared Unit * Implements MTE tag splitter and tag cache |
- CI-700是一种可扩展的网状互连，支持1-8个处理器的计算集群。
- 可选的系统级缓存（SLC）。
CI-700支持AMBA® 5 CHI Issue E，包括以下功能:
- MakeReadUnique、带可选数据的写入和无数据交易的写零
- 增强的排他性事务(Enhanced exclusive transactions)
- 各种交易的优化和增强（Various transaction optimizations and enhancements）
- 连接具有多个接口的设备(Connection of devices with multiple interfaces)
- 扩展的TxnID和GroupID
- DVM更新（DVM updates）
- 内存标记(Memory tagging)
CI-700通过提供以下系统功能，提供系统级的调整:
- 服务质量（Quality of Service (QoS)）
- 可靠性、可用性和可服务性（Reliability, Availability, and Serviceability (RAS)）
- 调试跟踪（Debug Trace (DT)）
CI-700与以下类型的IP兼容:
- 动态内存控制器（Dynamic Memory Controller (DMC)）
- 通用中断控制器（Generic Interrupt Controller (GIC)）
- 内存管理单元（Memory Management Unit (MMU)）
- 互连
- ARMv8.0, Armv8.2, Armv8.4和Armv9处理器
1.1.2 CI-700 特点
CI-700 产品提供以下主要功能:
-
高度可扩展的网状网络拓扑结构，最多可配置为12个交叉点的网状网络
-
自定义网状大小和设备放置
-
可编程的系统地址图（SAM）。
-
多达8个RN-F接口，用于基于
CHI
的计算集群、加速器、图形处理单元或其他缓存相干的设备。单元，或其他高速缓存相干主站 -
可选的组件聚合层（CAL），用于设备接口端口扩展
-
最多八个SN接口
-
多达八个RN-I，每个最多三个ACE5-Lite端口（共24个）。
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可选支持指定源-目标对之间的非XY路由算法
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所有数据包的TxnID为12位
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最大物理地址（PA）宽度为40位
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主站之间的DVM消息传输
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用于塑造流量配置文件的QoS调节
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可配置的QoS覆盖到针对特定内存区域的交易
-
性能监测单元（PMU）用于统计与性能有关的事件
-
高性能的分布式 SLC 和 Snoop Filter（SF），多达8个HN-F，缓存大小为 0-32MB的总量。
- HN-F包括一个集成的序列化点（PoS）和相干性点（PoC）。HN-F SLC（也被称为Agile System Cache）可用于计算和I/O缓存。
- SF高达64MB的标签RAM，以提高一致性的可扩展性，包括多达8个分区（每个HN-F一个）。
-
最多四个HN-I，每个都有一个ACE-Lite主端口
-
CHI内存标签的增强（CHI Memory Tagging Enhancements (MTE)）
-
可选择支持MXPs上的额外设备端口。CI-700最多支持四个 额外的设备端口，这取决于你的系统配置。
-
在设备接口处用于寄存器切片的设备信用切片（DCS），允许灵活地在 设备放置的灵活性
-
网格积分片(MCS)用于X-Y寄存器片，允许灵活地进行网格平面规划
-
CAL积分片(CCS)，允许在使用CAL的配置中灵活地进行网格平面规划。的配置中灵活地进行网格平面规划。
-
片上存储器（OCM）允许创建没有物理DDR存储器的CI-700系统。存储器。
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RAS功能包括传输奇偶校验、可选的数据路径奇偶校验、单次错误纠正和 双重错误检测（SECDED）ECC，以及数据中毒信令
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基于地址的刷新（ABF）
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基于方式的SLC分区
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基于源的方式锁定
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支持AXI4-流（A4S）（仅用于GIC流量）
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支持AXI环回信令
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RN-F直接从属访问（DSA-F），提供从RN-F到MTSX的直接路径
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支持下游专用缓存（DSC）功能
-
内存标签从属接口（MTSX）分片通道配置
1.2 全局配置参数
CI-700 提供了一系列的全局配置参数，通过这些参数可以配置互联的属性和行为，也可以通过这些参数来设置或者配置可选功能选项。全局参数表1-1如下：
表 1-1
1.2.1 寻址能力
CI-700 支持34-bit 或者 40-bit的物理地址宽度，可以通过在RTL中设置 PA_WIDTH来进行配置。
CI-700中的 CHI 接口对 REQ channel flits 的地址宽度支持 可以为44-bit 或者 48-bit ，可以通过REQ_ADDR_WIDTH进行配置。
1.3 组件和配置
1.3.1 CI-700 互联的结构
一个CI-700互连的构成是由 “
交叉点 Crosspoints
”（XPs）和符合CHI规范的设备组层。XPs 相互连接形成一个网状结构，而符合CHI规范的设备则连接到XPs上的设备端口。在配置CI-700时，可以根据具体的系统需求，从这些构建块中创建一个拓扑。
如上文所述，CI-700互连是由两种组件构成的网络：
CHI设备
和
XPs
。CHI设备生成和接收网络请求和响应，并处理数据。 CHI设备通过XP设备端口连接到XPs。XPs 可以理解为“网络路由器( network routers)”，它们在一个XP上的设备之间发送请求、响应和数据包，或者对网络中其它XP上的设备发送请求、响应和数据包。
一个CI-700配置可以有多个XPs或一个XP。我们把有多个XP的配置称为网状配置，有一个XP的配置称为单一XP配置。在网状配置中，XPs通过水平和垂直连接，形成一个二维的网状结构。XPs有用于连接外部符合CHI规范的设备，或内部CI-700设备的设备端口。
如下图1-1 为一个
4x2
的网路配置，其包含了各种类型的 external 或者 internal CHI devices。
图 1-2 4×2 mesh configuration
DSU上出来的信号通过 CHI 连到 RN-F，RN-F再通过 CHI 连到 HN-F，DSU和RN-F之间的就叫 external device，再往后走的就叫 internal device
CI-700 内部的东西，比如：HN-F MTSX 这些都叫 internal device
关于每个XP上有多少个 device port 这个是取决于对于 CI-700的配置，如果配置为 single-MXP 结构那么一个XP 上最多可以有6个 device port:
图 1-3
Internal CI-700 devices 有很多功能，这些设备比如会有 AXI 和 ACE-Lite 等接口，通过这些接口可以连接外部带有 AXI 和 ACE-Lite接口的硬件。外部硬件与CI-700的连接就构成了CHI 总线的互联, 如下图：
图 1-4
DSU上出来的信号通过CHI 连到 RN-F，RN-F再通过CHI连到 HN-F，HN-F再接到 MTSX上，这里 DSU 和 RN-F之间的就叫
external device
。
MTSX（Memory Tag Slave Interface）节点连接 AXI slave 设备 TZC400上，这里 MTSX就是
internal device
，TZC400再连接到内存控制器上：
图 1-5
1.3.2 Crosspoint(XP)
XP 通常是具有开关和路由的功能，是构成CI-700 的基本元素。CI-700 网络互联通常是由多个XPs组层。 默认情况下，每个XP 最多可以和临近的4个XPs通过 mesh port 相连，如下图所示：
图 1-6
上图中的虚线代表 mesh ports，默认情况下，每个 XP 带有两个 device ports, P0和P1用于连接设备。CI-700 同时也支持额外的device ports 在 Mesh Crosspoint (MXP)中，在 MXP中可以有4个device port:
图 1-7
每个 XP 支持4个CHI channel：
- Request (REQ)
- Response (RSP)
- Snoop (SNP)
- Data (DAT)
如前文所示，XP 模块可以配置为矩形的网络拓扑结构，在CI-700中最多可以有12个XPs, 下图为3x4的网络配置结构：
图 1-8
1.3.3 外部接口
CI-700 可以通过XP上的 device port 连接外部带有CHI 总线接口的设备，比如 处理器簇，memory 控制器。如上文所述CI-700 内部也有许多带有非CHI 协议接口的设备，可以通过这些设备接口连接外部的非CHI 协议的设备。下图展示了CI-700带有的外部接口类型：
图 1-9