SRIO系统初始化过程和路由配置

参考

RapidIO规范《RapidIO_Rev_2.2_Specification》
书籍《RapidIO The Embedded System Interconnect》
系列博客SRIO学习
系列博客RapidIO（还介绍了TSI721）
Xilinx zynq zynqMP RapidIO SRIO
IDT CPS1848 SRIO交换芯片使用

host初始化

直接看RapidIO的初始化，一些底层的比如物理层链路层之类的不需要关心，用到了再去看，毕竟都是基于芯片或者IP来开发，从顶层了解这个过程。

系统启动过程概述

1. host CPU获取引导代码，启动，如果有两个host，则两者是同时启动的。
2. 开始执行系统探测和枚举算法。
3. 枚举所有器件并将相关器件信息记录到器件数据库，建立host和所有endpoint之间的路由。
4. 计算并配置host和所有endpoint之间的最优路径。
5. 用最优路径信息配置switch。
6. 更新路由表。
7. 映射地址空间。

上面提到的最优路径，就是所谓的枚举算法的目的，可以是最短路径同时包含一些用户约束，。

启动要求

系统初始化之后，所有器件都会拥有一个ID，在系统初始化之前，按照下面设置。RapidIO系统应该只有一个引导代码器件。

• 设置endpoint ID为0xFF（0xFFFF）。
• 设置引导代码器件ID为0xFE（0x00FE）。
• 设置host ID为0x00（0x0000）。

枚举

枚举过程中，将给每个endpoint分配唯一的器件ID，为了增强容错性，RapidIO系统可以有两个host，经过竞争，最终只有一个host来完成枚举，如果主机枚举过程失败并发生超时事件，则另一主机重新枚举。枚举算法根据器件ID大小设置优先级，ID大的host竞争获胜，在枚举同一个endpoint时会发生竞争，失败host主动退出枚举，枚举结束之后，其他主机可以通过被动发现（passively discovery）收集网络中的路由拓扑信息。所以host的ID可以设置为0x00（0x0000）和0x01（0x0001），其中0x01的优先级更高。host应当将自己的主机使能位置1，switch没有这个位，当host释放对失败主机的锁定时，枚举完成，失败host自己检测是否被锁定和释放锁定。在开放式（open）8位器件ID系统中，如果host枚举失败，那么失败主机重新枚举时，必须等待15秒。在闭合式（closed）或者16位器件ID系统中，超时等待时间需要设计。

SRIO系统初始化过程

以Xilinx zynq说明，

1. 使能host模式。
2. 配置ID。
3. 配置CPS1848路由，使能端口收发（手册默认是打开的）。
4. 锁定host。
5. 搜索系统拓扑。

锁定host

1. 读取Lock ID CSR，如果寄存器值等于host ID，则判定已经锁定，退出，否则进入2。
2. 写入host ID，再读取host ID，如果寄存器值大于host ID则进入退避状态，如果小于host ID，则已经被锁定（但和另一个host冲突），进入等待退避状态，等待另一个host退避。如果等于host ID，则锁定成功。

搜索系统拓扑

这里只考虑Switch是CPS1848的情况，TSI578原理是一致。

1. 如果这个CPS1848是直接与host zynq相连的switch。
2. 搜索CPS1848，设置0x13c寄存器Port General Control CSR的DISCV位，表示这个switch已经被发现，设置Component Tag CSR，它是一个设备的身份标识。
3. 读0x14寄存器Switch Port Information CAR得到port数量，就是18。
4. 循环搜索每个port，如果是host port则使能端口收发，如果是其他port，读取链路状态，如果正常，用默认ID 0xFF配置路由，使能端口收发，然后尝试锁定该端口设备（Endpoint或Switch），锁定过程和锁定host是一样的。
   1. 如果锁定成功，读取Processing Elements Features CAR寄存器，等到Function，判断设备类型，决定下一步拓扑方式。如果是Endpoint类型，关闭Master Enable，置位Discovered，分配ID号，配置该port的路由表。如果是Switch类型，则递归调用Switch枚举过程。
   2. 如果是已经锁定状态（存在环路），直接更新拓扑，不做任何配置。
5. 如果这个CPS1848不和host直接相连。
6. 设置DISCV位，得到与上级Switch相连的端口号，设置host的路由，设置默认路由为到host的端口。
7. 同上。
8. 同上。

现在拓扑关系已经搜索出来了。下面就是配置路由，因为上述搜索过程的路由配置不一定是最优配置，也不满足用户的需求。 所以现在需要按照设计需求，生成路由表然后写到各个Switch。

SRIO驱动实现

这里实现Linux用户态的驱动，数据结构定义，

struct srioEndpoint
{
	unsigned int devId;
	unsigned int hopCnt;
	struct srioSwitch* pSw;
	unsigned int port;
};

#define SRIO_SW_MAX_PORT		18//get from cps1848
struct srioSwitch
{
	unsigned int hopCnt;
	unsigned int componentTag;//component tag

	unsigned int portNum;
	struct srioEndpoint* pEp[SRIO_SW_MAX_PORT];//port connected
	unsigned int epNum;
	unsigned int portEp[SRIO_SW_MAX_PORT];//for get ep info for certain port fastly
	struct srioSwitch* pSw[SRIO_SW_MAX_PORT];//switch connected, complicate and will be implenmented laterly
	unsigned int swNum;
	unsigned int portSw[SRIO_SW_MAX_PORT];//for get sw info for certain port fastly
	struct srioSwitch* pSwParent;
	unsigned int portParent;
};

#define SRIO_SYS_MAX_EP_NUM		64
#define SRIO_SYS_MAX_SW_NUM		4
struct srioSystem
{
	struct srioEndpoint epInfo[SRIO_SYS_MAX_EP_NUM];
	unsigned int epNum;
	struct srioSwitch swInfo[SRIO_SYS_MAX_SW_NUM];
	unsigned int swNum;
};