Arm最近發布了AMBA CHI C2C（芯片到芯片）規范。這是AMBA CHI架構在（小）芯片到（?。┬酒瑢用娴臄U展，稱為“AMBA CHI C2C協議”。本文將深入探討AMBA CHI C2C協議的細節，并介紹新思科技為滿足行業需求而量身打造的相關驗證解決方案。

AMBA CHI C2C協議還可擴展到即將發布的AMBA CHI標準的重大修訂版本，而不僅僅是針對CHI Issue F（CHI-F）。

CHI C2C協議支持使用CHI協議構建包含多個CPU、加速器或其他器件芯片或小芯片的系統。

CHI C2C協議的主要用例

CHI C2C協議涵蓋的兩個主要用例如下：

多芯片對稱多處理器（SMP）拓撲結構：將少量功能相似的芯片緊密相連。通常情況下，每個芯片都是一個SoC，帶有多個處理內核和附加內存，芯片上的所有處理內核一致地共享其中的附加內存。

多芯片相干加速器連接拓撲結構：一個或多個全相干或I/O相干加速器與主機芯片連接。

CHI C2C概念圖

下面的概念圖說明了兩個小芯片通過UCIe連接的情況。每個小芯片都展示了從片上CHI到相應CHI C2C層的邏輯流，在功能上遵循UCIe串流協議層標準。C2C接口（如AMBA CXS）在串流協議層和UCIe傳輸層之間建立連接。

片上CHI接口與消息經過的芯片引腳之間的功能邏輯由多個功能層組成?？蛇x用新思科技驗證IP組件來構建下文提到的每一層，具體可根據目標DUT和所需的驗證拓撲結構靈活調整。例如：新思科技的驗證IP可以搭建“小芯片0”的UCIe串流協議層、C2C I/F TxRx、UCIe傳輸層。而“小芯片0”上的片上CHI邏輯和整個“小芯片1”則可以使用DUT組件來構建。

CHI C2C協議層

— 從片上CHI邏輯接收CHI FLIT，將它們轉化為適當的傳出C2C消息，并將這些C2C消息發送到C2C分組層。

— 接收來自C2C分組層的傳入C2C消息，隨后將其轉換為CHI FLIT，并將這些CHI FLIT傳輸到片上CHI邏輯。

— 對于每個片上信道，都存在一個相應的C2C消息類，即REQ、RSP、DAT、SNP。此外，還有一個雜項C2C消息類，用于管理C2C協議的其他方面，如初始化、流量控制、屬性交換等。

CHI C2C分組層

— 接受來自C2C協議層的傳出C2C消息，將其封裝為固定大小的出站容器，并通過C2C接口將這些容器發送到鏈路層。

— 通過C2C接口接收來自鏈路層的固定大小傳入容器，從中提取C2C消息，并將這些C2C消息傳輸到C2C協議層。

C2C接口

— 在本文中，鏈路層和物理層合稱為“傳輸層”。當傳輸層可用時，它會在CHI C2C層和傳輸的鏈路層之間建立連接。

— 在基于Arm的系統中，常用的C2C接口是AMBA CXS接口。

— 在沒有傳輸層的情況下，它將本地CHI C2C層連接到遠程C2C組件的C2C層。

傳輸層：鏈路層和物理層

— 鏈路層負責以FLIT粒度傳輸消息，確保數據完整性和錯誤檢測，并通過重試機制促進恢復。物理層負責確保兩個互連芯片或小芯片之間形成可靠的電氣連接。

— 小芯片到小芯片之間指定采用UCIe傳輸數據。

— 而芯片到芯片或路到路之間則指定采用CXL來傳輸。

有傳輸層時，C2C分組層可根據具體的傳輸層，為打包和解包C2C消息提供兩種容器格式：

格式X：與UCIe傳輸一起用于小芯片到小芯片拓撲結構，與UCIe 256B延遲優化模式兼容，提供可選字節。

格式Y：與CXL傳輸一起用于芯片到芯片拓撲結構，與CXL 256B延遲優化FLIT格式兼容。

C2C協議初始化

在下圖中，兩個小芯片通過UCIe在系統級封裝（SiP）內相互連接。該圖說明了C2C協議的初始化流程，其中以AMBA CXS作為C2C接口。

C2C接口初始化

必須進行C2C接口初始化，才能發送和接收C2C協議消息。其中包括：

與鏈路層協調，以啟動C2C接口，并檢查遠程鏈路伙伴C2C協議層是否啟動。

使用適當的C2C消息來交換接口屬性，設置接口以開始交換消息信用，然后交換協議消息。

C2C流量控制

本地和遠程C2C協議層采用信用交換機制來控制C2C消息流。這種機制對于本地發射器至關重要，它可以管理相關的遠程接收器緩沖區大小，類似于片上CHI的每個信道信用機制。

C2C協議還引入了“資源平面（Resource Plane，RP）”的概念，以進一步對消息類中的消息進行分類。每個RP都被分配了一個獨立的消息類信用池，允許繼續推進來自一個RP的消息，而來自另一個RP的消息則可能無法推進。這種方法有助于滿足系統對服務質量（QoS）的要求，類似于PCIe協議中的TC-VC映射。

接口初始化完成后，在發送任何協議消息之前，必須雙向交換每個邏輯鏈路的接口屬性。這些屬性包括：

片上CHI有效載荷字段的存在性/寬度，例如：MEC_Support_Rx、MEC_Support_Tx、RSVDC_REQ_Rx、RSVDC_REQ_Tx

片上CHI操作碼/流，例如：RME_Support_Rx、RME_Support_Tx

針對C2C，例如：Container_Format、NUM_RP_REQ_Rx、NUM_RP_REQ_Tx

其他主要功能

C2C協議提供硬件流量來管理接口的連接狀態，從而管理以下消息流的鏈路：全相干消息、DVM消息、所有協議消息。

RME-DA、RME-CDA：在多芯片相干加速器連接配置中，I/O相干和全相干器件加速器連接到主機。RME-DA、RME-CDA是Realm管理擴展（RME）架構的一部分，可用于安全分配此類可分配的器件接口。此功能與即將發布的CHI協議版本相一致，可支持基于CHI接口的加速器。

通過C2C接口來支持片上CHI DVM事務，借助經優化的信息流來減少C2C消息的數量。

總結

Arm和新思科技繼續就AMBA協議系列的最新擴展密切合作，以確保雙方的共同客戶能夠從使用AMBA CHI C2C協議中獲益，同時確保小芯片和Multi-Die設計符合協議標準。

新思科技針對基于CHI主機的SMP拓撲結構和CHI主機到CXL高速緩存/內存器件的拓撲結構開發了多款AMBA驗證IP及多芯片驗證解決方案，幫助多位HPC和數據中心客戶順利完成了流片。