将高速多通道链路中的通道与互连之间的训练模式序列解相关的制作方法_3

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热替换")刀片,而无需通过适当的功率和数据信号缓冲拆除整个机箱。
[0077] 图13a和图13b中示出典型的中间板接口板配置。接口板1304的背侧耦合到一 个或多个电源1306。经常,电源是冗余的和可热替换的,耦合到适当的功率板和调节电路以 便使得能够在电源故障的情况下进行连续操作。在可选配置中,电源阵列可用于向整个刀 片机架供电,其中,不存在电源到机箱的一一对应关系。多个冷却风扇1308用于将空气牵 引通过机箱以便冷却服务器刀片。
[0078] 所有刀片服务器的所需重要特征为与其他IT基础设施进行外部通信的能力。这 通常是通过一个或多个网络连接卡1310促成的,这些连接卡各自耦合到接口板1304。通 常,网络连接卡可包括包含多个网络端口(例如RJ-45端口)连接的物理接口,或者可包括 被设计成用于直接连接到网络设备(诸如网络交换机、中枢、或路由器)的高密度连接器。
[0079] 刀片服务器通常提供用于管理单独刀片的操作的某种类型的管理接口。这可通常 由内建网络或通信信道促成。例如,用于促成"专用"或"管理"网络以及适当交换的一条 或多条总线可内建到接口板中,或者可通过密切耦合的网络缆线和网络实现专用网络???选地,交换和其他管理功能可由耦合到接口板的背侧或前侧的管理交换机卡1312提供。作 为仍另一个选项,管理或配置服务器可用于管理刀片活动,其中,通过标准计算机联网基础 设施(例如以太网)处理通信。
[0080] 参照图14,示出示例性刀片1400的进一步的细节。如上所述,每个刀片包括被配 置成用于执行服务器型功能的分离的计算平台(即,"卡上服务器")。相应地,每个刀片包 括与常规服务器共同的组件,包括提供用于耦合适当的集成电路的内部布线(即,总线)的 主印刷电路板(主板)1401以及安装到主板上的其他组件。这些组件包括耦合到系统存储 器1404 (例如某种形式的随机存取存储器(RAM)、高速缓存存储器1406 (例如SDRAM)、以及 固件存储设备1408(例如闪存))上的一个或多个处理器1402。NIC(网络接口控制器)芯 片1410被提供用于支持常规网络通信功能,诸如支持刀片和外部网络基础设施之间的通 信。其他示出组件包括状态LED(发光二极管)1412、一组RJ-45控制台端口 1414(出于简 单的目的仅示出其中一个)以及耦合到接口板连接器1416的NIC1415。附加组件包括各 种无源组件(即,电阻器、电容器)、功率调节组件、以及外围设备连接器。
[0081] 总体上,每个刀片1400还可提供板上存储。这通常是通过一个或多个内建盘控制 器和一个或多个盘驱动器1418耦合到其上的相应的连接器促成。例如,典型的盘控制器 包括SATA控制器、SCSI控制器等等??墒褂霉烫鳎⊿SD)替代盘驱动器1418。作为 选项,可在相同或分离的机架中与刀片分离地容纳盘驱动器,诸如可以是当网络附接存储 (NAS)电器或后端存储子系统用于存储大量数据的情况。
[0082]NIC1410包括用于促成相应的联网操作(诸如支持物理层(L1)和数据链路层操 作(L2))的电路和逻辑。通常,上层操作由将由在处理器1402上运行的操作系统主存的操 作系统网络堆栈促成。然而,在某些实施例中,NIC可通过嵌入式逻辑等等采用其自身的网 络堆栈。
[0083] 在典型的数据中心布局中,网络交换元件包括机架式设备,诸如将占据1U、2U或 4U插槽,或可经由一个或多个服务器刀片实现??裳〉?,可使用一个或多个刀片服务器实现 网络交换元件。
[0084] NIC1415包括用于经由接口板1304在多个刀片1400之间实现高速通信的电路和 逻辑。在一个实施例中,NIC1415被配置成用于实现与在此公开的lOOGbps实施例相对应 的信令和逻辑,包括用于实现100GBASE-KR4端口或100GBASE-CR端口和相关联的链路训练 操作的电路和逻辑。为了进一步促成100GBASE-KR4上的刀片间通信,中间板1304包括用 于促成PHY的物理介质方面的适当的连接器、电路和布线(未示出布线)。例如,电路可包 括用于根据图1中示出的配置促成8个差分对上的信令的连接器和布线。
[0085] 通常,在此公开的链路训练实施例的各方面可由硬件(经由例如嵌入式逻辑)或 经由硬件和软件的组合实现。例如,网络元件可包括运行基于软件的网络堆栈和通过用于 执行在此描述的操作方面的软件实现的相关联的逻辑的处理器??裳〉?,可经由NIC、大规 模网络接口等等中的嵌入式逻辑实现类似的逻辑。
[0086] 除刀片服务器中的实现方式之外,在此的原理和教导可经由其他类型的设备(诸 如电信路由器和交换机)实现。例如,典型的电信交换机包括具有耦合到背板的多个卡的 机架,其中这些卡通常类似于刀片并且背板类似于刀片服务器中的接口板。相应的,这些卡 将配置有用于实现的100GBASE-KR4或CR4端口的电路和逻辑,并且背板将包括用于促成 100GBASE-KR4和CR4PHY的物理介质方面的连接器、电路和布线。
[0087] 图15示出根据在此公开的实施例的各方面用于网络节点的架构1500,该网络节 点采用被配置成用于使用解相关训练模式执行链路训练操作的网络芯片1502。网络芯片 1502包括PHY电路1504,该电路包括物理编码子层(PCS)???506、自动协商???508、 链路训练???510、包含发射器电路1513的发射器端口 1512和包括接收器电路1515的接 收器端口 1514。网络芯片1502进一步包括DMA(直接存储器存?。┙涌?1516、外围组件互 连PCI(PCIe)接口 1518、MAC???520和调和子层(RS)???522。网络节点1500还包括 片上系统(SoC) 1524,该片上系统包括具有一个或多个处理器核的中央处理单元(CPU),其 经由互连1532耦合到存储器接口 1528和PCIe接口 1530。存储器接口 1528进一步被描绘 为耦合到存储器1534。在典型的配置下,网络芯片1502、SoC1524和存储器1534将安装 在或以其他方式操作地耦合到包括用于通信地耦合这些组件的布线迹线的电路板1536,如 由将DMA1516连接到存储器1534以及将PCIe接口 1518耦合到PCIe端口 1538处的PCIe 接口 1530的单条线所描绘的。
[0088] 在一个实施例中,MAC???520被配置成用于实现由在此描述的实施例所执行的 MAC层操作的各方面。类似地,RS???522被配置成用于实现调和子层操作。
[0089] 链路训练???510被进一步描绘为包括PRBS11多项式集合1540,以与图10中示 出的PRBS11多项式集合1000相似的方式配置该多项式集合,包括被分为组A和B的PRBS11 多项式。自动协商???508被进一步描绘为包括基页1542。在链路初始化期间,自动协 商???508被实现用于链路速度和能力的自动协商。自动协商格式由基页(例如,基页 1542)组成,该基页是与链路合作伙伴(如由包括接收器端口 1546和发射器端口 1548的 链路合作伙伴1544所描绘的)交换的第一格式化信息集合。在一个实施例中,节点1500 和链路合作伙伴1544的配置类似。在一个实施例中,基页1542的格式符合在IEEEStd 802.3?-2012(IEEE以太网标准)中定义的基页格式。根据在此公开的实施例的各方面,链 路训练???510被进一步配置成用于执行与针对通信地耦合在网络芯片1502和链路合作 伙伴1544之间的链路1550的初始化有关的链路训练操作。
[0090] 在一个实施例中,网络芯片1502包括lOOGbps以太网网络接口控制器(NIC)芯 片。然而,网络芯片1502的电路和组件还可在其他类型的芯片和组件中实现,包括SoC、多 芯片??楹桶ㄖС侄喔鐾缃涌冢ɡ?,有线和无线)的NIC芯片。
[0091] 此外,本描述的实施例可不仅在半导体芯片(诸如NIC)中而且还在非瞬态机器可 读介质中实现。例如,上述设计可存储在和/或嵌入在与用于设计半导体器件的设计工具 相关联的非瞬态机器可读介质中。示例包括以VHSIC硬件描述语言(VHDL)语言、Verilog 语言或SPICE语言或其他硬件描述语言格式化的连线表(netlist)。某些连线表示例包括: 行为级连线表、寄存器传输级(RTL)连线表、门级连线表和晶体管级连线表?;骺啥两橹?还包括具有布局信息(诸如GDS-II文件)的介质。此外,用于半导体芯片设计的连线表文 件或其他机器可读介质可在模拟环境中使用以便执行上述教导的方法。
[0092] 前述实施例中的以太网链路的使用仅用于说明性目的,并且不应当被解释为是限 制性的。而是,这些实施例的各方面可在各种类型的高速多通道链路和互连中实现,包括但 不限于无线带宽?链路和高速串行互连(诸如PCIe?)。
[0093] 以下示例涉及进一步的实施例。在实施例中,提供了一种用于促成包括多条通道 的高速链路的链路训练的方法。该方法包括实现包括用于该多条通道中的每一条的伪随机 位序列(PRBS)的链路训练模式以及采用不同的PRBS多项式为用于每条链路的该链路训练 模式生成该PRBS。在实施例中,每个PRBS多项式生成11位PRBS。在实施例中,该高速链 路包括100吉比特每秒以太网链路。在实施例中,该高速链路包括经由中间板或背板之一 中的布线实现的物理介质。在实施例中,该高速链路经由通过线缆传送的信号路径耦合链 路端点。
[0094] 在实施例中,该高速链路在用于总共2N条通道的两个方向中的每一个方向采用N 条通道,进一步包括采用不同的多项式为该2N条通道路中的每一条生成PRBS。在实施例 中,该高速链路通信地耦合第一和第二端点,该方法进一步包括在该第一和第二端点中的 每一个端点处存储多个PRBS多项式,该PRBS多项式被分为多个组;以及将来自第一组的 PRBS多项式用于在该第一端点处的发射端口以便为从该第一端点的发射端口到该第二端 点的接收端口的该N条通道生成训练模式;以及将来自第二组的PRBS多项式用于为从该第 二端点的发射端口到该第一端点的接收端口的该N条通道生成训练模式。在实施例中,该 方法进一步包括在该两个端点之间进行协商以便确定该第一和第二端点中的哪一个将采 用来自该第一组的PRBS多项式以及哪个端点用采用来自该第二组的PRBS多项式,其中该 协商确保将在该第一和第二端点处采用不同组的多项式。在实施例中,该多个组包括包含 该第一组和该第二组的两个组,并且该方法进一步包括从该第一端点向该第二端点发送第 一随机数;从该第二端点向该第一端点发送第二随机数;从该第二端点向该第一端点返回 第一回波随机数,该第一回波随机数等于该第一随机数;从该第一端点向该第二端点返回 第二回波随机数,该第二回波随机数等于该第二随机数;在每个端点处,对从该端点所发送 的该随机数和从该端点返回的该回波随机数进行比较,并且如果它们相等,则用新生成的 随机数值重复该过程;以及在每个端点处,使用对从该端点所发送的该随机数和从该端点 返回的该回波随机数的最终值进行比较的结果确定是使用该第一组PRBS多项式还是使用 该第二组PRBS多项式。
[0095] 根据进一步的实施例,装置配置有用于执行前述方法操作的装置。在实施例中,该 装置包括包含发射端口和接收端口的高速通信接口,该发射端口被配置成用于通过多条发 射通道发射信号并且该接收端口被配置成用于通过多条接收通道接收信号;以及多个链路 训练模式生成器,各自被配置成用于采用伪随机位序列(PRBS)多项式生成用于对应的发
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