Die quasi-parallele On-Chip-Vermittlung Nexus ergibt maximalen Datendurchsatz Satter Datendurchsatz auf dem Chip

Die Halbleitertechnik hat mit den derzeitigen Gatterdichten von mehreren Millionen dazu geführt, dass der Durchsatz in vielen Fällen nicht mehr von der Leistungsfähigkeit der einzelnen Blöcke auf den Chips abhängt, sondern von den Bussen, die diese Funktionsblöcke verbinden. Viele Datenbusse schaffen nur einen unzureichenden Durchsatz und können keine Datenfolgen auf einmal (Bursts) übertragen. Fulcrum Microsystems bietet mit dem Bussystem Nexus eine Lösung auf Basis eines asynchronen blockierungsfreien Kreuzschienenverteilers, implementiert in dynamischer Logik. Alle Ports können gleichzeitig miteinander kommunizieren.

Die quasi-parallele On-Chip-Vermittlung Nexus ergibt maximalen Datendurchsatz

Die Halbleitertechnik hat mit den derzeitigen Gatterdichten von mehreren Millionen dazu geführt, dass der Durchsatz in vielen Fällen nicht mehr von der Leistungsfähigkeit der einzelnen Blöcke auf den Chips abhängt, sondern von den Bussen, die diese Funktionsblöcke verbinden. Viele Datenbusse schaffen nur einen unzureichenden Durchsatz und können keine Datenfolgen auf einmal (Bursts) übertragen. Fulcrum Microsystems bietet mit dem Bussystem Nexus eine Lösung auf Basis eines asynchronen blockierungsfreien Kreuzschienenverteilers, implementiert in dynamischer Logik. Alle Ports können gleichzeitig miteinander kommunizieren.

On-Chip-Busse sind normalerweise die Lösung, um die verschiedenen Datenflüsse von und zu den verschiedenen I/Os, Speichern und dem Prozessor bzw. den Prozessoren im System zu verbinden. Damit ist aber pro implementiertem Bus zu jedem Zeitpunkt nur jeweils eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung möglich. In den letzten Jahren haben sich einige Standards etabliert, zum Beispiel der AMBA-Bus von ARM, der CoreConnect von IBM, SOC-it von Mips Technologies, Smart Interconn von Sonics oder GigaSteam von Vitesse.

Die Problematik ist mit einem schmalen Flur vergleichbar: Es kann nur immer einer durchlaufen, alle anderen Türen bleiben inzwischen geschlossen, also maximal ein Datenwort auf dem Bus. Es ergibt sich ein Flaschenhals. Die einzige Alternative für einen höheren Durchsatz liegt in einer Implementierung, die mehrere Wege zur gleichen Zeit verfügbar macht. Mehrere Busse erfordern aber viel Siliziumfläche. In der Vergangenheit haben sich Kreuzschienenverteiler bewährt: Waren alle Verbindungen geschaltet, haben sich die einzelnen Signalwege nicht behindert und Daten konnten mit maximaler Datenrate in allen Richtungen fließen (Bild 1).

Die Busproblematik wird noch komplexer im Bereich der Telekommunikation. Hier geht es nicht nur darum, dass einige Funktionen auf dem Chip miteinander kommunizieren, sondern es sind z.B. im Telefon- oder Datenverkehr nicht nur Worte, sondern lange Datenströme zwischen vielen Datenquellen und Datensenken zu übertragen. Bei einer Kommunikation per Bus wäre im Falle von Bursts der Transfer für alle anderen Daten gesperrt – eine ideale Anwendung für einen Kreuzschienenverteiler.

Fulcrum Microsystems (www.fulcrummicro.com) bietet hier mit Nexus eine neue Lösung an, die zum einen als vielfach schnellerer On-Chip-Bus in SoCs eingesetzt werden kann, zum anderen aber auch eine Lösung für die Vermittlungstechnik bietet. Die wichtigsten Daten gängiger On-Chip-Bussysteme vergleicht die Tabelle.