本文檔介紹了稱為“橋緩沖區(qū)釋放管理（BRM）”的Tsi620功能如何避免或限制擁塞情況下可能發(fā)生的基于優(yōu)先級(jí)的饑餓。

Tsi620緩沖區(qū)釋放管理

在基于優(yōu)先級(jí)的協(xié)議中，需要重新排序以避免死鎖情況。當(dāng)緩沖區(qū)被無法向前處理的事務(wù)占用時(shí)，就會(huì)發(fā)生死鎖。重新排序通過允許較高優(yōu)先級(jí)的事務(wù)在較低優(yōu)先級(jí)的事務(wù)之前完成來幫助防止死鎖情況。

RapidIO和PCI都允許基于優(yōu)先級(jí)對(duì)事務(wù)進(jìn)行重新排序。使用PCI協(xié)議，優(yōu)先級(jí)與事務(wù)類型相關(guān)聯(lián)：可以在讀取響應(yīng)之前發(fā)送寫入，并且可以在讀取請(qǐng)求之前發(fā)送寫入和讀取響應(yīng)。RapidIO使用數(shù)字優(yōu)先級(jí)方案，最高優(yōu)先級(jí)為3，最低優(yōu)先級(jí)為0。較高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包可以先于較低優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包發(fā)送。PCI事務(wù)映射到RapidIO優(yōu)先級(jí)，如下所示：

PCI寫入– RapidIO優(yōu)先級(jí)2

PCI讀取響應(yīng)– RapidIO優(yōu)先級(jí)1

PCI讀取請(qǐng)求– RapidIO優(yōu)先級(jí)0

PCI / RapidIO優(yōu)先級(jí)映射保留了避免死鎖所必需的PCI重新排序。

重新排序的副作用是，在擁塞情況下，較高優(yōu)先級(jí)事務(wù)的低速率可能會(huì)餓死較低優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包。如圖1所示，當(dāng)較高優(yōu)先級(jí)的事務(wù)完成時(shí)，它們將釋放只能由其他較高優(yōu)先級(jí)的事務(wù)占用的緩沖區(qū)。在最左側(cè)，緩沖區(qū)已完全滿，并且高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包正在傳輸?shù)絉apidIO。在中間，另一個(gè)高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包被傳送到RapidIO，而新的高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包則被接收到上一步清空的緩沖區(qū)中。在最右邊，再次僅發(fā)送和接收高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包。“乒乓”行為會(huì)導(dǎo)致優(yōu)先級(jí)較低的數(shù)據(jù)包匱乏。

緩沖區(qū)管理–高和低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包

基本機(jī)制

Tsi620中的串行RapidIO端點(diǎn)（SREP）根據(jù)優(yōu)先級(jí)分配緩沖區(qū)空間。水印是緩沖區(qū)填充級(jí)別，用于確定可將多少個(gè)緩沖區(qū)用于給定優(yōu)先級(jí)及更高級(jí)別的數(shù)據(jù)包。圖2顯示了如何為不同的RapidIO數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)和不同類型的PCI事務(wù)分配緩沖區(qū)。請(qǐng)注意，PCI事務(wù)具有三個(gè)優(yōu)先級(jí)，而RapidIO數(shù)據(jù)包具有四個(gè)優(yōu)先級(jí)。

I2R和R2I水印

Tsi620 BRM功能強(qiáng)制完成多個(gè)交易，然后再接受更多交易。這會(huì)造成暫時(shí)的無擁塞情況，從而防止了重新排序行為。BRM功能基于兩個(gè)緩沖區(qū)填充級(jí)別設(shè)置，稱為STOP和RESUME（請(qǐng)參見圖3）。

BRM恢復(fù)和停止級(jí)別與水印的關(guān)系

當(dāng)緩沖區(qū)填充水平達(dá)到STOP點(diǎn)時(shí)，SREP停止將已完成事務(wù)釋放的緩沖區(qū)通知橋ISF /交換ISF（請(qǐng)參見圖4）。網(wǎng)橋ISF /交換機(jī)ISF停止轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，并且緩沖區(qū)填充級(jí)別最終下降到RESUME點(diǎn)。因?yàn)镾TOP設(shè)置在高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的水印之上，而RESUME設(shè)置在低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的水印之下，所以當(dāng)緩沖區(qū)填充水平從STOP點(diǎn)下降到RESUME點(diǎn)時(shí)，所有優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包都可以向前轉(zhuǎn)發(fā)。

一旦到達(dá)RESUME點(diǎn)，就會(huì)將實(shí)際的緩沖區(qū)填充級(jí)別通知給橋ISF /交換機(jī)ISF，所有優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包都可以開始流入緩沖區(qū)。由于RESUME點(diǎn)位于低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的水印之下，并且現(xiàn)在有許多緩沖區(qū)可用，因此所有優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包都可以流入緩沖區(qū)。結(jié)果，這種緩沖機(jī)制有助于防止基于優(yōu)先級(jí)的饑餓。

緩沖區(qū)釋放管理操作

在極少數(shù)流量情況下，BRM機(jī)制可能會(huì)通過阻止完成未完成交易所需的更高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)程而導(dǎo)致死鎖。為避免死鎖，BRM將最大時(shí)間設(shè)置為STOP狀態(tài)。一旦超時(shí)到期，就可以選擇兩種可能的行為：

在達(dá)到RESUME值之前，請(qǐng)勿使用BRM-這將禁用BRM，直到不再存在擁塞情況為止。當(dāng)擁塞時(shí)間很短和/或出現(xiàn)死鎖的可能性很高時(shí)，這是首選的操作模式。這會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的基于優(yōu)先級(jí)的饑餓，但是會(huì)避免由于BRM而導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間不轉(zhuǎn)發(fā)任何數(shù)據(jù)包的情況。

如果再次達(dá)到STOP級(jí)別，請(qǐng)重新接合BRM。這是當(dāng)擁塞時(shí)間較長(zhǎng)且死鎖的可能性較低時(shí)的首選操作模式。這樣就避免了基于優(yōu)先級(jí)的饑餓，這是以較長(zhǎng)的時(shí)間為代價(jià)的，即死鎖發(fā)生時(shí)不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)任何數(shù)據(jù)包。

編輯：hfy