用于点对点串行链路协议的无线通信的制作方法
【专利摘要】无线通信链路[103]（如PCIe端点对端点通信链路）可被配置作为通信协议分层结构中的链路，使得无线通信链路被分配有它自己的总线标识符，以及基于总线编号由交换机模块[102]将通信路由到无线通信区段。无线通信链路也可以关联到与下游无线通信模块[129]相同的链路。通过使用无线通信区段作为链路，可以由主机和下游设备常规地实施通信协议的特征。
【专利说明】用于点对点串行链路协议的无线通信
[0001]公开的领域
[0002]本公开大体上涉及数据处理系统，且更特别涉及数据处理系统中的点对点通信。
[0003]相关技术的描述
[0004]无线通信信息在各种领域(包括电话网络、计算机网络等)日益常见。无线通信提供了给予用户灵活性和便携性的通信设备。这些特征也适用于数据处理设备和外围设备之间的信息通信。然而，常规的数据处理设备和相关联外围模块通常使用通信协议，该协议假定有线通信基础设施。由于各种因素，将无线区段插入通信基础设施可能是困难的。例如，一些有线通信协议(诸如快速外围组件互连(PCIe)协议)实施了很难用无线区段实施的多个可选特征。
[0005]附图简述
[0006]通过参考附图，本领域那些技术人员可以更好理解本公开，并且本公开的许多特征和优点变得明显。
[0007]图1是示出根据本公开的一个实施方案的数据处理系统的框图。
[0008]图2是示出根据本公开的另一个实施方案的数据处理系统的框图。
[0009]图3是示出用图1的数据处理系统传送PCIe数据包的流程图。
[0010]图4是示出用图2的数据处理系统传送PCIe数据包的流程图。
[0011]在不同附图中使用相同的参考符号指示类似或相同的项目。
[0012]详述
[0013]图1-4示出在点对点串行通信链路(诸如PCIe端点对端点的通信链路)包括无线区段的设备和技术。更具体地，无线通信链路可被配置作为通信协议分层结构中的链路，使得无线通信链路被分配有它自己的总线标识符，以及基于总线编号由交换机模块将通信路由到无线通信区段。无线通信链路也可以关联到与下游无线通信模块相同的链路。
[0014]为了示出，常规的无线PCIe通信可通过采用无线通信区段作为PCIe交换机的一部分来实施。然而，因为PCIe规范不管理交换机内通信，而是管理PCIe交换机之间的PCIe通信，所以采用常规方法可能难以实施可选PCIe特征。此外，当下游设备被添加到数据处理系统或从数据处理系统移除(例如，通过使设备移动进入和离开无线通信范围)时，常规系统可能难于管理PCIe 二进位制方程、硬件初始化字段和其它PCIe管理特征。相比之下，通过使无线区段关联其自己的PCIe链路，无线通信区段可以利用现有的或未来的PCIe基础设施来实施可选PCIe特征和根据PCIe协议管理下游设备的增加和移除。
[0015]图1示出根据本公开的一个实施方案的数据处理系统100。数据处理系统100包括主机接口 102、PCIe无线交换机106和107、接口 110-114以及多功能设备108。主机接口 102是到数据处理设备(未示出)的接口，数据处理设备采用数据处理器、存储器互连、图形处理器和执行计算机程序指令的其它设备。接口 110-114是到外围设备(未示出K如磁盘驱动器、闪存设备、媒体播放设备等)的接口。在计算机程序指令的执行过程中，根据点对点串行通信协议如PCIe协议在主机接口 102和接口 110-114之间传送信息。
[0016]为了示出，在实施方案中，主机接口 102是通用处理器的接口以及接口 110是向媒体播放器提供接口的通用串行总线(USB)接口。通过根据PCIe协议传送信息，主机接口 102可以传输媒体文件、配置指令和其它信息到接口 110。类似地，根据PCIe协议，接口 110可以将状态信息、媒体文件和其他信息传输到主机接口 102。
[0017]在主机接口 102、多功能设备108和接口 110-114之间传输信息通常根据点对点串行通信协议进行管理。点对点串行通信协议可以是用于将根联合体连接到一组设备或设备功能的一组点对点链路的通信协议，由此每条点对点链路可以使用串行通信。在实施方案中，点对点串行通信协议被配置成仿真与不同的通信拓扑(如共享总线拓扑)相关联的通信。为了讨论的目的，假定管理数据处理系统100的通信的特定点对点串行通信协议是PCIe协议。因此，数据处理系统100通过建立一组地址空间(包括配置空间、存储器空间和输入/输出空间)来管理PCIe端口之间的通信。配置空间指示用于系统中每一设备功能的唯一的标识符组。每组标识符可以包括总线标识符(称为总线编号)、设备标识符和功能标识符。由此，在主机接口 102执行的软件可以通过根据其标识符组寻址信息的目标将该信息传输到接口 110-114中的一个或者传输到多功能设备108中的一个功能。存储器空间和输入/输出空间可使用相同、相似或不同的标识符。类似地，接口 110-114(或与之相连的设备)和多功能设备108中的功能可以通过根据其标识符组寻址主机接口 102将信息传输到主机接口 102。在实施方案中，接口 110-114根据与存储器空间相关联而不是与配置空间相关联的一组标识符来寻址主机接口 102。从主机接口 102到接口 110-114中的一个或多功能设备108的通信被称为下游通信，而在相反方向上的通信被称为上游通信。
[0018]在所示实施方案中，数据处理系统100采用多条无线链路、标记为无线链路103-105来分别促进与接口 110-112、多功能设备108以及接口 113和114的通信。如本文进一步描述的，数据处理系统100可以给无线链路103-105中的每条分配它自己的标识符组，如唯一的总线标识符。特别地，在链路103-105的每端的功能将被分配标识符编号，同时无线链路103-105每条将被分配不同的总线编号。因此，每条无线链路由此是不同PCIe链路。这允许添加或移除无线链路，并因此允许根据标准PCIe Hot-Plug协议管理增加或移除通过无线链路连接的设备。特别地，PCIe协议包括当系统在链路边界变化时的指定程序和行为，但可以不包括关于系统在其它边界的变化的此类程序和行为。因此，通过设置每条无线链路作为其自身PCIe链路，系统中无线链路边界发生的变化可以根据指定程序和行为进行寻址。
[0019]PCIe无线交换机106和107均被配置为根据PCIe协议路由所接收到的信息。因此，PCIe无线交换机每个分别包括无线接口(分别标记为129和152)、上游桥接器(分别标记为130和135)、内部总线(分别标记为150和151)和下游桥接器(分别标记为132、133和134以及137、138和139)。每个下游桥接器连接到相应PCIe无线交换机的相应输入/输出端口。此外，上游桥接器和下游桥接器中的每个连接到相应内部总线上。每个上游桥接器连接到PCIe无线交换机的相应无线通信模块。
[0020]在操作中，每个桥接器可以经由内部总线将PCIe通信路由到相应交换机的其他桥接器。沿内部总线的路由可以由PCIe以外的协议或其它点对点串行协议进行管理。因此，每个桥接器可以将PCIe通信转换成与内部总线相关联的通信格式。此外，对于经由内部总线接收到的信息，每个桥接器可基于通信内的路由信息确定该信息是否是针对与该桥接器相关联的输入/输出端口。如果该信息是针对相关联的输入/输出端口，则该桥接器可以将该信息翻译成PCIe格式并将所翻译的信息提供给相应端口或无线接口。
[0021]无线接口 129和152每个提供相应无线链路和上游桥接器之间的物理层接口。因此，无线接口 129和152可以将从相应无线链路接收的信息翻译成PCIe格式化信息以提供给相应上游桥接器。此外，无线接口模块可以将从相应上游桥接器接收到的信息翻译成无线格式用于经由相应无线链路的提供。
[0022]主机设备102包括上游桥接器120、下游桥接器123-125和内部总线122。桥接器和内部总线被配置成与PCIe交换机106和107的相应模块类似地操作。每个下游桥接器连接到相应无线接口，分别标记为126-128。无线接口 126-128中的每个为相应下游桥接器提供物理层接口以无线地发送和接收通信。
[0023]上游桥接器120连接到PCIe根联合体(未示出)，其能够发送和接收来自主处理器或其它设备的PCIe通信。对于所接收的ID-路由的PCIe通信，上游桥接器分析与该通信相关联的这组标识符以确定是否有任何下游元件与该信息相关联。特别地，每个下游元件将与总线编号相关联。上游桥接器120可以存储指示下游元件的总线编号的信息，并经由内部总线122提供针对那些总线编号的通信。类似地，下游桥接器123-125中的每个可以存储指示下游元件的总线编号的信息。每个下游桥接器经由相关联的无线接口传送只有针对特定下游桥接器的元件下游的那些PCIe通信。因此，例如，下游桥接器123将提供针对110-112的通信接口，但是不能提供针对多功能设备108或接口 113和114的通信。
[0024]多功能设备108包括功能模块140-143和无线接口 145。无线接口 145为功能模块140-143提供物理层接口。功能模块140-142中的每个为相关联设备提供PCIe接口。功能模块140-143与接口 110-114不同之处在于它们被配置在配置空间中的方式。更具体地，功能模块140-143共享公共总线编号，但是具有不同的功能标识符。相比之下，接口110-114每个由不同的总线编号标识，并且还可以具有不同的功能标识符。
[0025]图2示出根据本公开的另一个实施方案的数据处理系统200。数据处理系统200包括主机接口 202、无线链路203-205、下游设备206和207以及接口 208-210。在所示实施方案中，每条无线链路可以包括一条或多条信道。如本文所用的，信道标记可以与经由另一信道传送的信息分开的一组信息，使得每条信道提供设备之间的经由链路传送的不同虚拟连接。因此，不同信道可以与无线通信帧中的不同载波频率、不同调制方案、不同时隙、消息中的字段的不同数值等相关联。不同信道可具有不同的传输特性，诸如不同的等待时间、带宽等。每条信道与唯一 PCIe链路相关联，并因此被分配给配置空间中的唯一标识符组。
[0026]为了示出，主机接口 102包括上游桥接器211、内部总线212、下游桥接器213-220、纵横交换机221、无线接口 222-224和无线管理模块225。上游桥接器包括连接到根联合体(未示出)的输入/输出端口以及连接到总线212的输入/输出端口。下游桥接器213-220中的每个连接到总线212并且连接到纵横交换机221。无线接口 222-224中的每个包括到纵横交换机221的一个或多个连接，由此每个连接与不同的无线信道相关联。在所示实施方案中，无线接口中的每个包括到纵横交换机221的四个连接。应当理解，无线接口 222-224可每个支持不同数量的无线信道，并因此具有到纵横交换机221的不同数量的连接。
[0027]在操作中，纵横交换机221提供分配至无线链路203-205中任何链路的任何无线信道的下游桥接器213-220中任何桥接器的下游连接。因此，当设备建立与主机接口 102的无线链路时，下游桥接器213-220中的一个或多个经由一条或多条相应无线信道连接到该设备。
[0028]为了示出，多信道设备206包括连接到下游PCIe链路控制器231-233的无线接口230。PCI链路控制器231-233中的每个连接到接口 208-210中的相应接口。PCI链路控制器231-233中的每个被配置成提供到相关联接口的所接收的PCIe通信。在实施方案中，PCIe控制器231-233中的一个或多个可以支持链路分裂，使得PCIe控制器可以支持多条同时的链路。在这个实施方案中，数据处理系统202可以包括额外的下游PCIe链路控制器，从而在下游桥接器和链路控制器之间存在1:1关系。如果链路没有分裂，则可以不使用下游链路控制器中的一个或多个。
[0029]在操作中，接口 208-210中的每个可与不同PCIe链路相关联。因此，主机接口 202将下游PCIe桥接器213-220中的不同桥接器分配至每条PCIe链路。此外，无线接口 222配置无线链路203的信道，使得每条信道与PCIe链路中的不同链路相关联。因此，所分配的下游PCIe桥接器每个与不同的无线信道相关联。主机接口 202使用管理模块225来控制纵横交换机221，使得与无线信道相关联的下游PCIe桥接器连接到无线接口 222的输入端，无线接口 222连接到该信道。
[0030]另外，主机接口 202设置配置空间，使得无线链路203中的每条无线信道被分配不同的标识符组，如不同的总线标识符。因而，可使用PCIe协议在主机接口 202和接口208-210之间路由通信。在实施方案中，根据PCIe协议使用在下游桥接器213-220的下游桥接器第二总线编号寄存器(未示出)来分配总线编号。通过无线管理模块225和通过在下游设备206的管理模块(未示出)来分配无线信道编号。下游管理模块可以是PCIe功能，或者可被构造作为与无线管理模块225相关联的PCIe功能的一部分。
[0031 ] 在实施方案中，下游PCIe桥接器213-220中的每个支持不同的PCIe链路配置。例如，下游PCIe桥接器213-220中的不同桥接器可以支持不同的通信速度、通信带宽、热插拔选项、其它PCIe选项等或它们的任意组合。当下游设备(如多信道设备206)建立与主机接口 202的无线链路时，该下游设备和主机接口 202可以交换信息，以指示该下游设备所支持的PCIe链路配置。作为响应，主机接口 202可以确定是否存在下游桥接器，其支持可用于为下游设备分配PCIe链路的所指示的PCIe链路信息，并且如果存在，则将所确定的下游桥接器分配至PCIe链路。如果不存在支持所指示的PCIe链路配置的下游桥接器，则主机202可以分配PCIe下游桥接器，其支持下游设备和主机接口 202之间的最小共同点的特征。
[0032]单信道设备207包括经由总线连接到接口 241-243的无线接口 240。接口 241-243中的每个可与不同的PCIe功能标识符相关联。因此，接口 241-243中的每个可与单PCIe链路相关联。无线链路205可以是单信道链路，其被分配配置空间中其自己的总线标识符。因此，单信道设备207经由单无线信道提供多种功能。
[0033]在其它实施方案中，设备可与N+M条PCIe链路相关联，使得N条PCIe链路只与一个接口或其他设备相关联，而M条PCIe链路与多个设备相关联。在此配置中，相关联的无线链路将包括N+M条信道，每条信道与不同的PCIe链路相关联并具有配置空间中它自己的标识符组。
[0034]图3示出根据图1的数据处理系统100传送ID-路由的PCIe数据包的方法的流程图。在方框301，总线标识符被分配给在数据处理系统100的每条无线信道。在方框302，上游桥接器120接收ID-路由的PCIe数据包。在方框303，上游桥接器120确定数据包的总线标识符是否在上游桥接器120的下游总线标识符的范围内，包括与无线信道相关联的那些总线标识符。如果没有，则在方框304上游桥接器120丢弃该数据包。根据与该数据包相关联的总线编号，也可以如PCIe规范中陈述的那样在一个或多个功能中发信号通知错误。如果总线标识符在该范围内，则该方法流程移动到方框305，并且该数据包被提供给下游桥接器123-125。在方框306，下游桥接器123-125中的每个确定总线标识符是否寻址到下游桥接器123-125中的一个，或者总线标识符是否在相应下游桥接器的元件下游的总线标识符的范围内。如果不在范围内，则在方框304下游桥接器丢弃该数据包。如果总线标识符在特定下游桥接器的范围内，则在方框306，下游桥接器将该数据包提供给相应无线接口用于转换和经由相应无线信道进行传送。
[0035]图4示出根据图2的数据处理系统200传送ID-路由的PCIe数据包的方法的流程图。在方框401，总线标识符被分配给在数据处理系统200的每条无线信道。在方框402，上游桥接器211接收ID-路由的PCIe数据包。在方框403，上游桥接器120确定数据包的总线标识符是否在下游总线标识符213-220的范围内，包括与无线信道相关联的那些总线标识符。如果不在范围内，则在方框404上游桥接器211丢弃该数据包。根据与该数据包相关联的总线编号，也可以如PCIe规范中陈述的那样在一个或多个功能中发信号通知错误。如果总线标识符在该范围内，则该方法流程移动到方框405，并且该数据包被提供给下游桥接器213-220。在方框406，下游桥接器213-220中的每个确定总线标识符是否在相应下游桥接器的元件下游的总线标识符的范围内。如果不在范围内，则在方框404下游桥接器丢弃该数据包，并且还可以根据数据包总线编号如PCIe规范中陈述的那样发信号通知错误。如果总线标识符在特定下游桥接器的范围内，则在方框306，在方框407下游桥接器将该数据包提供给纵横交换机221。在方框408，纵横交换机221路由该数据包，使得该数据包被提供给无线接口 222-224中所选择的接口用于转换和经由该数据包的总线编号所指示的无线信道进行传送。
[0036]注意，不是需要一般描述中上述的所有动作或元件，即可能不需要一部分特定动作或设备，以及除了所描述的那些内容，一个或多个其它动作可被执行，或元件可被包括。例如，除了基于总线标识符路由数据包(称为ID路由)，数据处理系统100也可以根据其它信息来路由数据包。例如，在实施方案中，数据处理系统100可以根据PCIe协议中所标识的任何路由信息来路由数据包。此外，所列出的动作的顺序不一定是动作被执行的顺序。
[0037]另外，已参考具体实施方案描述了概念。然而，本领域的普通技术人员理解，可以进行各种修改和变更而不脱离下面的权利要求中所陈述的本公开的范围。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性意义，并且所有这些修改都旨在被包括在本公开的范围内。
[0038]益处、其它优点以及问题的解决方案已在上面关于具体实施方案进行了描述。然而，益处、优点、问题的解决方案以及可能引起任何益处、优点或解决方案发生或变得更明显的任何特征不应解释为任何或所有权利要求的关键的、所需的或必要的特征。
【权利要求】
1.一种方法，其包括: 基于第一数据包的第一总线标识符[306]选择多条无线通信信道[203、204、205]的第一无线通信信道[203]，所述第一数据包根据点对点串行接口协议进行配置； 经由所述第一无线通信信道传送[307]所述第一数据包。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述点对点串行接口协议包括快速外围组件互连(PCIe)协议。
3.如权利要求1所述的方法，其还包括经由纵横交换机[221]将所述第一数据包路由到与所述第一无线通信信道相关联的无线接口。
4.如权利要求1所述的方法，其还包括: 在交换机模块接收包括第二总线标识符的第二数据包，所述第二数据包根据所述点对点串行接口协议进行配置； 基于所述第二总线标识符来选择所述多条无线通信信道的第二无线通信信道； 经由所述第二无线通信信道传送所述第二数据包。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述第一无线通信信道和所述第二无线通信信道与公共无线电链路相关联。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述第一数据包还包括标识所述第一数据包的目标的功能标识符。
7.如权利要求1所述的方法，其中选择所述第一无线通信信道包括响应于确定所述第一总线标识符在总线标识符的范围内来选择所述第一无线通信信道。
8.如权利要求1所述的方法，其还包括: 在所述交换机模块的第一桥接器模块接收所述第一数据包并将所述第一数据包提供给多个下游桥接器模块；以及 其中选择所述第一无线通信信道包括在所述多个下游桥接器模块的第一下游桥接器模块选择所述第一无线通信信道并在所述多个下游桥接器模块的第二下游桥接器模块丢弃所述数据包。
9.如权利要求1所述的方法，其还包括将所述第一总线标识符分配给所述第一无线通信信道和将第二总线标识符分配给第二无线通信信道。
10.一种设备，其包括: 第一交换机模块[102]，其接收包括第一总线标识符的第一数据包，所述第一数据包根据点对点串行接口协议进行配置，所述交换机模炔基于所述第一总线标识符将所述第一数据包路由到多个输出端口的第一输出端口，所述多个输出端口中的每个由相应总线标识符标识；以及 第一无线接口 [126]，其耦合到所述第一输出端口，所述第一无线接口将所述第一数据包转换成无线通信格式并无线地传送所述经转换的第一数据包。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述交换机模块将包括第二总线标识符的第二数据包路由到第二输出端口，并且还包括: 第二无线接口 [222]，其耦合到所述第二输出端口，所述第二无线接口将所述第二数据包转换成无线通信格式并无线地传送所述经转换的第二数据包。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述第一无线接口经由第一无线信道传送所述经转换的第一数据包和所述第二无线接口经由第二无线信道传送所述经转换的第二数据包。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述第一无线信道和所述第二无线信道与到第二交换机模块的公共无线链路相关联[106]。
14.如权利要求10所述的设备，其中所述第一交换机模块包括: 第一桥接器模块[120]，其接收所述第一数据包； 第二桥接器模块[123]，其耦合到所述第一桥接器模块，所述第一桥接器模炔基于所述第一总线标识符将所述第一数据包路由到所述第二桥接器模块。
15.如权利要求14所述的设备，其中所述第一桥接器模炔基于在总线标识符的第一范围内的所述第一总线标识符`将所述第一数据包路由到所述第二桥接器模块。
【文档编号】H04W88/00GK103535110SQ201280023214
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年6月4日 优先权日:2011年6月14日
【发明者】史蒂芬·D·格拉泽 申请人:超威半导体公司