串行RapidIO: 高性能嵌入式互連技術

像以太網一樣，RapidIO也是基于包交換的互連技術。如圖3所示，RapidIO包由包頭、可選的載荷數據和16位CRC校驗組成。包頭的長度因為包類型不同可能是十幾到二十幾字節。每包的載荷數據長度不超過256字節，這有利于減少傳輸時延，簡化硬件實現。

圖3 RapidIO包格式

上述包格式定義兼顧了包效率及組包/解包的簡單性。RapidIO交換器件僅需解析前后16位，以及源/目地器件ID，這簡化了交換器件的實現。

邏輯層協議

邏輯層定義了操作協議和相應的包格式。RapidIO支持的邏輯層業務主要是直接IO/DMA（Direct IO/ Direct Memory Access）和消息傳遞（Message Passing）。

直接IO/DMA模式是最簡單實用的傳輸方式，其前提是主設備知道被訪問端的存儲器映射。在這種模式下，主設備可以直接讀寫從設備的存儲器。直接IO/DMA在被訪問端的功能往往完全由硬件實現，所以被訪問的器件不會有任何軟件負擔。從功能上講，這一特點和TI DSP的傳統的主機接口（HPI）類似。但和HPI口相比，SRIO帶寬大、引腳少，傳輸方式更靈活。

消息傳遞模式則類似于以太網的傳輸方式，它不要求主設備知道被訪問設備的存儲器狀況。數據在被訪問設備中的位置則由郵箱號（類似于以太網協議中的端口號）確定。從設備根據接收到的包的郵箱號把數據保存到對應的緩沖區，這一過程往往無法完全由硬件實現，而需要軟件協助，所以會帶來一些軟件負擔。

傳輸層協議

RapidIO是基于包交換的互連技術，傳輸層定義了包交換的路由和尋址機制。

RapidIO網絡主要由終端器件（End Point）和交換器件（Switch）組成。終端器件是數據包的源或目的地，不同的終端器件以器件ID來區分。RapidIO支持8位或 16位器件ID，因此一個RapidIO網絡最多可容納256或65536個終端器件。與以太網類似，RapidIO也支持廣播或組播，每個終端器件除了獨有的器件ID外，還可配置廣播或組播ID。交換器件根據包的目地器件ID進行包的轉發，交換器件本身沒有器件ID。

RapidIO的互連拓撲結構非常靈活，除了通過交換器件外，兩個終端器件也可直接互連。以TI的TMS320C6455 DSP為例，它有4個3.125G的SRIO口，可支持的拓撲結構如圖4所示。

圖4 RapidIO支持靈活多樣的拓補結構

物理層協議

RapidIO 1.x 協議定義了以下兩種物理層接口標準：8/16 并行LVDS協議和1x/4x 串行協議 (SRIO)。

并行RapidIO由于信號線較多（40～76）難以得到廣泛的應用，而1x/4x串行RapidIO僅4或16個信號線，逐漸成為主流。