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閑話少說，今天開始扒GIC-600。

為了適應大規(guī)模的SoC設(shè)計，GIC-600被設(shè)計成分布式IP。所謂分布式，GIC-600由幾種組件構(gòu)成，每個組件可以跟其它相關(guān)模塊在物理設(shè)計上擺放在一起，并與其擁有共同的電源域；組件之間通過片上網(wǎng)絡（network on chip，簡稱NoC）通信，從而達到更好的時序。

GIC-600的重要組件包括以下幾種：

Distributor：GIC-600的核心部件，負責與其它組件通信，主要處理SPI和LPI

Redistributor：與cluster或core交互，主要處理PPI和SGI

ITS（Interrupt Translation Service）：處理基于消息的中斷，用于解析LPI

SPI collator：顧名思義，收集整理SPI

Wake request：產(chǎn)生wake\_request給core

在具體介紹每個組件之前，我們有必要先來研究一下這些組件之間是如何連接的。主要有兩種方式，第一種是利用片上網(wǎng)絡，比如CMN-600這樣的IP；第二種是私有的橋接。

圖1 ?利用NoC連接GIC-600的組件

第一種方法，適合大規(guī)模的物理設(shè)計，尤其是全局時鐘方案復雜的SoC。比如有很多的cluster，一般而言，一個redistributor對應一個cluster，這樣redistributor可以和cluster一起做布局布線，redistributor和cluster之間的通信可以保持在一個比較高的頻率，且timing容易實現(xiàn)。同樣，對于有很多PCIe控制器的設(shè)計，ITS可以和PCIe控制器放在一起，實現(xiàn)LPI。對于SPI來說，一般多是給低速的外設(shè)準備的，所以SPI collator可以和distributor放在一起。

Wake request組件的主要作用就是可以產(chǎn)生喚醒信號給core，如果SoC設(shè)計中沒有做關(guān)于core功耗方面的設(shè)計，這個組件可以不需要；如果有功耗控制的需求，這些喚醒信號要給SCP（system control processor）或者相關(guān)的模塊，再做進一步的設(shè)計，具體取決于設(shè)計需要了。

圖2 ?利用私有橋接連接GIC-600的組件

第二種方法，適合規(guī)模較小的，全局時鐘方案簡單的SoC，GIC-600的組件不依賴于片上網(wǎng)絡（因為沒有可用接口，比如NIC等）。這種方法的弊端是，組件之間的走線可能會非常長，并且可能需要在別的IP中穿行。好處是，不占用任何NoC的帶寬。

接下來看看每個組件。首先是distributor，一個SoC只有一個。其它的組件只能與distributor通信。所以，可以看出，distributor是GIC-600中的核心，其作用是收集所有的中斷，并轉(zhuǎn)發(fā)給相應的目標core。

圖3 ?GIC-600 distributor和SPI collator

對于core來說，可以通過上圖中的ACE-Lite slave接口訪問GIC-600中除去GITS\_TRANSLATER的所有寄存器。由于為了實現(xiàn)LPI，GIC-600的distributor要維護幾張表，且這些表格保存在內(nèi)存中，所以需要一個master接口去訪存。在上圖中，對應的是ACE-Lite master總線接口。Distributor還包含三組AXI4-Stream接口，分別用于redistributor，ITS和其它distributor（比如多路服務器）的通信。至于Q-channel，不知道大家還記得多少，《SoC設(shè)計之功耗 -- Q channel》，在這里主要是為了做時鐘管理。

SPI collator對外的接口比較簡單，輸入SPIs，是來自外設(shè)的中斷線。在GIC-600中，SPI數(shù)目是32的整數(shù)倍，目前最多支持960。輸出SPI\_r，是經(jīng)過時鐘同步的SPI信號，如果需要，可以送給發(fā)出SPI的外設(shè)。

Wake request模塊是配合SoC功耗管理用的，如果需要實現(xiàn)core的idle狀態(tài)管理，或者powergating，在distributor把中斷發(fā)給目標core之前必須喚醒該core。所以喚醒信號是每個core一個。功耗管理取決于具體的設(shè)計，可以參考前面的文章，《ARM系列 -- PCSA（二）》。

簡單介紹完distributor，需要再講講AXI4-Stream總線。

圖4 ?AMBA演進

在AXI4-Stream中，去掉了地址項，允許無限制的數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸規(guī)模。正如spec中所說，這個總線是用于master和slave之間交換數(shù)據(jù)用的。接口信號比較簡單，如下圖：

圖5 ?AXI4-Stream接口信號列表

大部分信號和AXI類似，ACLK和ARESETn信號，不必多說。TREADY和TVALID是mater和salve的握手信號，slave可以通過TREADY反壓master的數(shù)據(jù)傳送。需要注意的是TDEST和TID，TDEST提供數(shù)據(jù)流的路由信息，也就是說一個master可以接幾個slave設(shè)備。TID提供數(shù)據(jù)流的標識，意味著master可以給slave交叉發(fā)送不同數(shù)據(jù)流。

如果兩個設(shè)備要實現(xiàn)雙向傳輸，就需要互為master和slave。拿GIC-600來說，一個SoC中只有一個distributor，同時可以有若干redistributor，但是redistributor只與distributor通信，且需要雙向傳輸。也就是說distributor能看到多個redistributor，而一個redistributor只能看到distributor。Distributor可以通過TDEST把數(shù)據(jù)路由給相對應的redistributor，并且通過redistributor發(fā)過來的TID以區(qū)分不同的redistributor。

TDATA數(shù)據(jù)流包含三種類型：data、position、null。data是數(shù)據(jù)；position作為占位符使用，可以用來表征data的相對位置，null不包含任何有用的信息。數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)可以有很多種，比如可以只傳數(shù)據(jù)；也可以將數(shù)據(jù)和null或position混合傳輸。

圖6??連續(xù)且對齊的數(shù)據(jù)流

圖7 連續(xù)不對齊的數(shù)據(jù)流

圖8 ?byte數(shù)據(jù)流

ACE-Lite總線就復雜多了，不是一兩篇短文能說清楚的，留在以后吧。

審核編輯：劉清