縱橫開關調試的製作方法
2023-04-29 09:40:21
專利名稱：縱橫開關調試的製作方法
技術領域：
本發明涉及計算機系統中的縱橫開關調試。
背景技術：
計算機和計算機部件利用串行或並行數據傳輸進行通信。並行數據傳輸是經由各分開的信道同時發送若干數據位，而串行數據傳輸則是在單一信道上一次發送一個數據位。雖然並行傳輸可以在互相很靠近的部件之間進行高速傳輸，但常常並不適合於較長距離的數據傳輸。串行傳輸用於較長距離的傳輸有好幾個優勢(例如由於只需一個信道，故成本較低)。同時利用兩種數據傳輸方法優勢的一種技術是將並行數據轉換成串行數據在信道上傳輸，然後將串行數據轉換回並行數據。為了實現此技術而不致於不恰當地限制傳送速率，可以使用有足夠帶寬的信道進行數據傳輸。
為對較高帶寬數據通信體系結構的這種需求作出響應，研發了諸如SERDES(串行/解串行器)結構等數據通信體系結構。SERDES是按照預定方案(例如8位/10位編碼)編碼和解碼數據的協議。編碼的數據經由一個或多個通信信道從串行器傳送到解串行器進行解碼。利用SERDES結構，增加了配合的計算機部件之間數據通信的帶寬。
縱橫開關常用來在諸如SERDES的高帶寬數據通信體系結構中提供交換。縱橫開關用於互連計算機系統中處於通信狀態的裝置。縱橫開關的基本功能是從一個裝置接收數據並將其路由到另一裝置。縱橫開關通常在專用集成電路(ASIC)上形成。ASIC通常封裝在具有多個管腳的晶片上(例如矽晶片上)，通過所述管腳連接到晶片上的各元件。
通常的作法是測試ASIC來驗證縱橫開關的正常功能。各種測試技術已用於進行晶片級的ASIC測試。這些測試技術通常涉及使用在ASIC上形成的專用調試埠。通常，通過將專用調試埠的輸出連接到監控裝置(例如邏輯分析器)來監控ASIC上各種元件的功能。但這種技術有幾個缺點。由於需要附加的埠作為專用調試埠，於是消耗了晶片空間。而且，需要有輸入/輸出管腳專用於所述專用調試埠。驗證了ASIC的功能之後，調試埠和關聯的輸入/輸出管腳一般就不再使用，使得調試埠無效使用了晶片資源。
發明內容
提供一種具有多個埠，例如輸入/輸出(I/O)埠的縱橫開關。利用多個埠之一來輸出晶片狀態信息而對縱橫開關進行調試過程。縱橫開關通常利用調試塊來存儲晶片狀態信息。在一個實施例中，調試塊連接到調試總線，調試總線用於將狀態信息傳送到所選埠，將其輸出。
在示範實施例中，縱橫開關調試過程包括選擇關於縱橫開關的輸出埠；將狀態信息傳送到所選的輸出埠；以及通過所選的輸出埠輸出狀態信息。在一個示範實施例中，按照SERDES協議以串行格式輸出信息。
為了說明本發明，附圖中示出一個示範實施例，但應理解本發明不限於所示的準確配置和裝置。
圖1是圖解說明本發明的一種實施方案可以對其起作用的示範計算機系統的方框圖。
圖2是圖解說明包含8埠縱橫開關的專用集成電路(ASIC)的方框圖。
圖3是按照本發明一個實施例的包含8埠縱橫開關的示範ASIC的方框圖。
圖4是說明用於測試縱橫開關的示範過程的步驟的流程圖。
具體實施例方式
說明性計算環境參閱圖1，圖中示出按照本發明的縱橫開關可以在其中工作的示範計算系統100。圖1示出可量測和可分區的計算機系統，它包括多個元件或單元。所述各單元可以配置成形成一個或多個單獨的邏輯或虛擬機器，稱為分區。這種類型的計算系統的一個實例是由Hewlett-Packard(Palo Alto，CA)製造的Superdome系統。
在圖1所示的示範實施例中，示出三個分區101a、101b和101c，每個分區包含四個單元。但應理解，系統中可以包含許多分區，僅受可用單元總數的限制，每個分區所包含的單元數的範圍從每分區一個單元到系統中的單元總數都包含在單一的分區中。每個分區與系統的其餘部分在邏輯上是分隔開的。
在圖1所示的示範實施例中，第一分區101a包括四個單元102a、102b、102c和102d；第二分區101b包括四個單元102e、102f、102g和102h；第三分區101c包括四個單元102i、102j、102k和102l。通常這樣配置可分區系統(如圖1所示系統)，使得一個分區中的每個單元能夠與同一分區中的其它單元通信，或與其它分區中的其它單元通信。
通過一個或多個縱橫開關105a、105b、105c、105d(統稱為105)進行分區之間或分區內單元之間的通信。此外，來自任何特定單元和系統上各種其它裝置(例如印表機107，用戶接口109，媒體驅動器111)的通信也通過縱橫開關105完成。縱橫開關105可以包括各種數量的埠，並且通常形成在ASIC上。圖1所示計算機環境的比較複雜的性質就需要具有驗證縱橫開關105性能的能力以確保正常的系統的性能。
概述縱橫開關105通常包括連接到計算機環境中的各種裝置的多個輸入/輸出埠。參閱圖2，圖中示出傳統的8埠縱橫開關200。縱橫開關200含有8個埠201、202、203、204、205、206、207、208。縱橫開關本身通常是」智能」縱橫開關，即，縱橫開關可以起按照提供的指令來路由數據的作用。縱橫開關200通常形成在ASIC 250上。ASIC250還可以包含若干寄存器陣列、存儲器模塊、處理器芯等。為簡單起見，僅示出單一的寄存器陣列222。但應理解，ASIC 250上可以包含許多寄存器陣列。
輸入/輸出埠(201-208)連接到調試埠220。這種配置通常稱為」調試環」。寄存器陣列222也連接到調試埠220。調試埠220連接到ASIC 250上的多個I/O管腳。為了測試ASIC 250的功能，通常將邏輯分析器連接到調試埠的I/O管腳。通常使用特殊的指令在特定點暫停系統工作，以便能從調試埠220讀出寄存器(例如寄存器陣列222)的內容。數據可以從ASIC 250上的任何寄存器陣列，或從任何縱橫埠(201、202、203、204、205、206、207、208)發送到調試埠220，再從所述調試埠輸出到邏輯分析器(圖3中示為325)，通常利用定製設計的接口將邏輯分析器連接到調試埠。這種調試ASIC器件(例如縱橫開關)的技術需要專用的總線通路，使狀態信息可以從任何寄存器或任何埠提供到多個I/O管腳上。它還需要專用的I/O管腳和接口，用以將邏輯分析器連接到I/O管腳。所有這些項目增加了晶片開銷，減少了可用的管腳資源，這常是一種稀有的商品。
按照本發明示範實施例的調試埠配置圖3所示的調試埠使用了新穎的技術來節省管腳資源和晶片比例封裝面積。圖3示出8埠縱橫開關300的示範實施例，利用8個已有埠之一將其調試能力結合到原有的晶片結構上。在示範實施例中，所述縱橫開關駐留在ASIC上，並且可以包含任何數量的寄存器陣列、存儲器模塊、處理器芯等，為簡單起見，這些均未示出。示範縱橫開關300包括8個埠301、302、303、304、305、306、307、308。每個埠都能夠通過縱橫開關的互連光纖(圖3中示為315)與每個其它埠通信。互連光纖315通常是低等待時間光纖。互連光纖315使在任何一個輸入埠接收的數據可以被路由到所需的輸出埠。
此外，調試總線320駐留在縱橫開關300中。調試總線320通常具有比互連光纖315更高的等待時間。在圖示的實施例中，調試總線320連接到埠301、302、303、304、305、306、307、308中的每一個，而且也連接到調試塊317。調試塊317能夠存儲數據，並可以包括寄存器陣列、隨機存取存儲器的區域或其它類似形式的數據存儲器。調試總線320可將數據從任何埠301、302、303、304、305、306、307、308發送到調試塊317，或者，另外，從調試塊317發送到任何片外位置。表示任何給定時間或在任何特定條件下晶片狀態的數據稱為狀態信息，存儲在調試塊317中。
經由調試總線320從調試塊317讀出的數據通過現有埠進行傳送，所述現有埠利用按照其配置所述縱橫開關的通信協議進行通信(例如按照SERDES的串行通信)。為了為來自調試塊317的通信作好準備，將多個埠之一配置成在必要時作為調試埠。利用局部全埠配置(local per-port configuration)，指令特定埠對調試總線320讀出和寫入，就可實現到這一點。在圖示的實施例中，縱橫開關300的任何埠都可用來創建調試埠。
在示範實施例中，選擇作為調試埠的埠不能用來傳輸其它數據。這是因為將所述埠配置成對調試總線320讀出和寫入，而不用縱橫開關互連光纖315。但是，由於一般縱橫開關的工作通常都有一個或多個不用或備用的埠，這種限制對於系統的性能並無大礙。在可供選擇的實施例中，如果不再需要調試埠，或者如果需要將調試埠改變為不同的埠，那麼，所選埠可以重新配置成作為典型的數據埠。可以利用保持埠配置信息的控制寄存器(例如控制和狀態寄存器(CSR)321)來實現埠配置。必要時可以通過寫入到CSR 321來把所選調試埠重新設定為正常工作。
圖4示出按照本發明的示範實施例對縱橫開關進行調試測試的步驟。在縱橫開關上選擇用於調試目的的埠(步驟401)。利用標準局部全埠配置過程對所選埠進行配置，以便指令所述埠從調試總線讀出(步驟403)。系統工作時，有關晶片工作的狀態信息通過調試總線發送後存儲在調試塊中(步驟405)。通過選作調試埠的埠讀出所述信息(步驟407)。然後對經由調試埠讀出的信息進行分析(步驟409)，方法是將此信息提供到邏輯分析器(圖3中的325)，或將此信息直接提供到能夠分析狀態數據的處理器。
這樣，可以在不需要先有技術中使用的消耗資源的調試埠的情況下，在工作的所有階段驗證縱橫開關的性能。通過將一個先有埠配置成起調試埠的作用，就不需要附加的I/O管腳，也不需要附加的晶片空間。此外，接收的數據可以按照原有的數據傳輸協議(例如，SERDES)輸出，從而能夠以與功能數據一樣的方式在同一帶寬傳輸/處理所述數據。
雖然已對本發明的示範實施例作了詳細說明，但是，本專業的技術人員從上述公開的內容中可以明顯看出對所述實施例可作各種改動。所以，在不背離本發明的精神或實質屬性的前提下，本發明可以用其它具體形式體現，故本發明的範圍應參考所附權利要求書，而不是上述說明。
權利要求
1.一種縱橫開關(300)，它包括多個埠(301、302、303、304、305、306、307、308)；以及調試塊(317)，用於存儲晶片狀態信息，它連接到從所述多個埠中選擇的一個選擇埠。
2.如權利要求1所述的縱橫開關(300)，其中還包括調試總線(320)，所述調試總線(320)連接到所述調試塊(317)和所述多個埠(301，302，303，304，305，306，307，308)，用於經過所述選擇埠輸出所述狀態信息。
3.如權利要求1所述的縱橫開關(300)，其中還包括縱橫開關光纖，它連接到所述多個埠。
4.如權利要求1所述的縱橫開關(300)，其中所述多個埠包括8個埠。
5.如權利要求1所述的縱橫開關(300)，其中所述縱橫開關駐留在專用集成電路上。
6.如權利要求1所述的縱橫開關(300)，其中通過控制寄存器(321)中所存儲的配置數據來選擇所述選擇埠。
7.如權利要求6所述的縱橫開關(300)，其中可以把所述控制寄存器(321)中存儲的所述配置數據改為撤消對所述選擇埠的選擇。
8.一種系統，它包括縱橫開關(300)，它具有多個埠(301、302、303、304、305、306、307、308)；以及調試塊(317)，它駐留在所述縱橫開關(300)上，所述調試塊(317)連接到所述多個埠(301、302、303、304、305、306、307、308)中至少一個選擇埠；其中狀態信息存儲在所述調試塊(317)上並通過所述選擇埠輸出。
9.如權利要求8所述的系統，其中還包括調試總線(320)，其中在所述調試塊(317)和所述調試總線(320)上所述選擇埠之間傳輸所述狀態信息。
10.如權利要求9所述的系統，其中按照SERDES協議輸出所述狀態信息。
全文摘要
一種具有多個埠(301、302、303、304、305、306、307、308)的縱橫開關(300)，它使得可以利用多個埠之一對縱橫開關(300)執行調試過程，以輸出晶片的狀態信息。所述縱橫開關利用調試塊(317)來存儲晶片的狀態信息。
文檔編號G06F11/267GK1728105SQ20051008823
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月29日 優先權日2004年7月30日
發明者J·R·格林納, C·P·伍迪, R·麥克法蘭德, T·J·詹森, G·B·賴薩特爾, J·W·伯克豪斯 申請人:惠普開發有限公司