1.1介紹

RapidIO是基于包交換互聯協議，主要作為系統內部接口使用，如：芯片間、板間的通訊，速度能在GB/S數量級。如連接處理器、內存、內存映射的I/O設備。這些設備可能是網絡設備、內存子系統或一般目的的計算。
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RapidIO互連面向內存映射的分布式內存系統和子系統。這樣的系統由多個獨立的設備組成，它們之間使用DMA傳輸數據及設備間通過往后或往前傳輸信息以維護它們的一致性。

RapidIO是系統互連的一個定義。系統的概念，比如處理器編程模型，Cache、系統復位、中斷編程模型等超出了RapidIO架構的范疇，但是，這些功能可以使用RapidIO網絡里提供的資源得以實現，比如，RapidIO架構提供必要的操作，以支持處理器編程模型，范圍從整體存儲有序化以維持嚴格的一致性到弱序化。在RapidIO架構規范里對這些方面的任何參考引用僅僅是為了描述，RapidIIO的后續規范可能會進一步定義這些系統功能。

雖然，這套RapidIO規范構建是基于分布式內存系統，未來的版本會擴展這些接口的能力和處理新的主題內容，比如串行物理層，全局共享內存，互相可操作性等，這些規范有滿足本規范的自己獨立的封裝。

RapidIO采用三層架構：邏輯、通用傳輸層、物理層。

1、邏輯層：定義端點要求的操作協議，以及必要的交易包格式，通過這些協議進行目標操作。邏輯層不針對特定的傳輸或物理接口，因此，它們規定位流格式。為層架構里的較低層添加邏輯層的必要的位。因為應用程序使用不同的編程模型，所以，RapidIO結構為了支持它們，拆分成一些子協議，當前RapioIO邏輯層協議包括：

系統I/O協議規范：輸入輸出邏輯協議

消息傳遞協議規范。

在各自不同的封裝下的附加邏輯層協議規范

2、傳輸層：公共傳輸層協議描述包路由尋址機制，以便將RapidIO包從一個端點傳遞到另一個端點，公共傳輸層是RapidIO所有的公共部分。
3、物理層：定義兩個設備之間的接口和傳包輸機制、流控制、電氣性能參數。

1.2 RapidIO特征集

RapidIO特征集和協議是基于通用計算和嵌入式應用做了很多考慮，每一層的特征可以分成三類：功能方面的特征、物理方面的特征和性能方面的特征。

1.2.1邏輯層特征

如果較大量的非相關數據封裝在一個包里，消息傳輸和DMA設備能改善互聯輸效率，所以，RapidIO包格式支持不同尺寸的數據包，因為消息傳遞編程模型從本質上說是一個非相關非共享內存模型，在RapidIO設備里，內存空間某些部分僅能被一個處理器或一個控制消息傳遞接口的本地設備直接存取。

包頭盡可能小以降低控制負荷并且包的組織、封裝、拆解等操作更快更有效率。隨著一個包中包含的數據增加，包的效率也增加。RapidIO支持數據負荷最大256字節，消息對嵌入式控制應用是非常重要的，所以，要支持大小數據域的變化和多包消息。

在系統里允許多次交易的并發傳輸，不僅能對單個設備進行流水交易，還能在多個設備之間分時使用接口。不具備這些特征，系統通過率的大部分會被浪費掉。

1.2.1.1功能特征

許多嵌入式系統是多處理器系統，而非多處理系統。為了支持分布式I/O和分布式處理等要求，特別在網絡和路由市場，消息傳遞或基于軟件的一致性編程模型優于傳統的計算機類型的全局共享內存編程模型。RapidIO支持所有的這些編程模型。

無論是非常大還是非常小的系統，都支持同樣的兼容的包格式，以滿足將來的擴展和需求的變化。

讀-修改-寫原子操作對實現處理器之間，或者別的系統部件之間的同步是非常有用的。

RapidIO結構支持50-60bit的地址，也支持較小系統的34bit本地地址。

如果較大量的非相關數據封裝在一個包里，消息傳輸和DMA設備能改善互聯輸效率，所以，RapidIO包格式支持變尺寸的數據包。

因為消息傳遞編程模型從本質上說是一個非相關非共享內存模型，RapidIO假設內存空間某些部分僅能被一個處理器或一個相對于那個內存空間是本地的設備直接存取。企圖存取這一部分內存的遠程設備必須通過一個控制消息傳遞接口的本地設備。

1.2.1.2物理特征

RapidIO包的定義是獨立于物理接口的寬度

協議和包的格式獨立于物理互連結構，如點到點環節、總線型、多維交換網絡、雙串口連接等等

RapidIO不依賴于物理架構的帶寬或延遲

協議處理失序的包發送和接收

在RapidIO里不要求地理尋址，設備的標識與它的地理位置無關，但是能通過其它方式分配標識符。

為了正確操作，某些設備有帶寬和延遲要求，RapidIO不應該排除在系統實現時利用這些限制。

1.2.1.3性能特征

對網絡應用，消息是非常重要的，所以為了提高效率，支持變化的大小數據域以及多包信息。

包頭盡可能小，以降低控制代價，使得包的組織、封裝、拆解效率更高。

多次交易允許并發，防止系統性能的浪費。

1.2.2傳輸層特征

1.2.2.1功能特征

系統尺寸可以很大也可以很小，但是都是一樣的或兼容的包格式

因為RapidIO僅有一個傳輸協議，在不同的具體的實現中的兼容性是被假設存在的

傳輸協議是靈活的，所以，適應將來的應用。

包總是被假設從一個源到一個目的地。

1.2.2.2物理特征

傳輸層定義獨立于物理接口的寬度。

在RapidIO里不要求地理尋址，設備的標識與它的地理位置無關，但是能通過其它方式分配標識符。

1.2.2.3性能特征

包頭盡可能小，以降低控制代價，使得包的組織、封裝、拆解效率更高。

廣播和多播能夠通過在互聯結構中的解釋傳輸信息來實現。

1.2.3物理層特征

1.2.3.1功能特征

RapidIO在通訊的設備之間提供流控制機制，因為任何設備都不可能實現無限長度的數據緩沖。

1.2.3.2物理特征

連接可以是：點到點單向、一進一出、8-bit或16bit端口

物理層協議和包格式在某種程度上獨立于物理互聯的拓撲結構，然而，物理結構假設是鏈式的

不依賴于物理結構的帶寬或延遲

物理層協議處理失序和有序的包傳輸和接收

物理層協議容忍系統里因高頻操作或過高噪聲引起的瞬時錯誤

1.2.3.3性能特征

物理協議和包格式允許最小的到最大的數據符合尺寸

包頭盡可能小。以減輕控制代價，使得包的組織、封裝、拆解效率更高。

系統允許并發交易，以防止浪費系統潛在性能

電器特性允許最高可能的速度。以備將來。