设备访问控制方法、微处理器架构及计算机设备与流程

    专利查询2025-04-14  17


    本申请涉及计算机,尤其涉及一种设备访问控制方法、微处理器架构及计算机设备。


    背景技术:

    1、在现有的异构多核微处理器架构中,主核与外部设备进行交互时通常需要从核参与执行。比如,主核与从核通过微处理器架构中的共享存储空间进行消息交互,然后从核再基于交互获得的信息执行对外部设备的访问。

    2、上述方案实现的主核与外设的交互需要从核参与,导致主核访问外设的过程较繁琐,访问效率较低。


    技术实现思路

    1、基于上述技术问题,本申请提出一种设备访问控制方法、微处理器架构及计算机设备,能够提高主核访问外设的效率。

    2、本申请第一方面提出一种设备访问控制方法,应用于微处理器架构,所述微处理器架构包括应用处理器、输入输出处理器以及至少一个外设控制器;所述输入输出处理器作为所述应用处理器与所述至少一个外设控制器进行交互时的中间媒介,所述输入输出处理器中包括与每个外设控制器各自对应的硬件直传寄存器,所述方法包括:所述硬件直传寄存器接收所述应用处理器发送的针对目标外设控制器的访问请求;所述目标外设控制器为所述至少一个外设控制器中的任意外设控制器;所述硬件直传寄存器将所述访问请求转发至所述目标外设控制器。

    3、本申请第二方面提出另一种设备访问控制方法,应用于微处理器架构,所述微处理器架构包括应用处理器、输入输出处理器以及至少一个外设控制器;所述输入输出处理器作为所述应用处理器与所述至少一个外设控制器进行交互时的中间媒介,所述输入输出处理器中包括与每个外设控制器各自对应的硬件直传寄存器,所述方法包括:所述应用处理器向目标外设控制器对应的硬件直传寄存器发送针对所述目标外设控制器的访问请求,以使所述目标外设控制器对应的硬件直传寄存器将所述访问请求转发至所述目标外设控制器;其中,所述目标外设控制器为所述至少一个外设控制器中的任意外设控制器。

    4、本申请第三方面提出一种微处理器架构,所述微处理器架构包括应用处理器、输入输出处理器以及至少一个外设控制器;所述输入输出处理器作为所述应用处理器与所述至少一个外设控制器进行交互时的中间媒介,所述输入输出处理器中包括与每个外设控制器各自对应的硬件直传寄存器;所述微处理器架构被配置为实现上述的设备访问控制方法。

    5、本申请第四方面提出一种计算机设备,包括上述的微处理器架构。

    6、基于上述第一方面至第四方面中的任意方面,本申请在微处理器架构中设置输入输出处理器,在输入输出处理器中设置与每个外设控制器各自对应的硬件直传寄存器,用于接收应用处理器发送的针对外设控制器的访问请求。当目标外设控制器对应的硬件直传寄存器接收到应用处理器发送的针对目标外设控制器的访问请求时,可以直接将该访问请求转发至目标外设控制器。相比于应用处理器先通过共享存储空间与从核进行访问请求交互然后从核再将应用处理器的访问请求转发至外设控制器的外设访问机制,上述的应用处理器对外设的访问机制的处理流程更简单,可以使得应用处理器更快速、更高效地访问外设控制器,提高对外设的访问效率。

    7、另外,由于上述的外设访问机制不需要从核的参与,因此可以更大程度地释放从核资源,利于提高从核性能以及提高整个微处理器架构的性能。

    8、在一些实现方式中,所述输入输出处理器中还包括与每个外设控制器各自对应的硬件直传地址寄存器,用于存储外设控制器的通信地址;所述硬件直传寄存器将所述访问请求转发至所述目标外设控制器,包括:所述硬件直传寄存器访问所述目标外设控制器对应的硬件直传地址寄存器,获取所述目标外设控制器的通信地址;所述硬件直传寄存器基于所述目标外设控制器的通信地址,将所述访问请求转发至所述目标外设控制器。基于该实现方式,通过硬件直传地址寄存器存储外设控制器的通信地址,可以实现对外设控制器的通信地址的高效管理,方便硬件直传寄存器快速获取外设控制器的通信地址,进而提高对外设控制器的访问效率。

    9、在一些实现方式中,在所述目标外设控制器对应的硬件直传地址寄存器中存储的所述目标外设控制器的通信地址,包括所述目标外设控制器的通信地址的高n位地址信息,在所述访问请求中携带所述目标外设控制器的通信地址的低k-n位地址信息;所述k为所述目标外设控制器的通信地址的长度,所述k和n均为正整数;所述硬件直传寄存器基于所述目标外设控制器的通信地址,将所述访问请求转发至所述目标外设控制器,包括:所述硬件直传寄存器利用所述高n位地址信息,对所述访问请求中携带的所述低k-n位地址信息进行地址偏移处理,得到所述目标外设控制器的通信地址;所述硬件直传寄存器基于所述目标外设控制器的通信地址,将所述访问请求转发至所述目标外设控制器。基于该实现方式,在上层计算机系统初始化时,可以只为外设控制器分配k-n位通信地址,也就是说,通过k-n位通信地址对应的存储空间即可满足所有外设控制器的空间需求,从而能够节省存储空间。

    10、在一些实现方式中,所述目标外设控制器对应的硬件直传寄存器与所述应用处理器通过apb总线相连,所述目标外设控制器对应的硬件直传寄存器与所述目标外设控制器通过ahb总线相连;所述硬件直传寄存器基于所述目标外设控制器的通信地址,将所述访问请求转发至所述目标外设控制器,包括:所述硬件直传寄存器将所述访问请求转换为目的地址为所述目标外设控制器的通信地址的ahb总线请求,并通过所述ahb总线将所述ahb总线请求发送至所述目标外设控制器。基于该实现方式,可以适应硬件直传寄存器与应用处理器和外设控制器之间的通信链路的总线类型,实现访问请求的顺利下发。

    11、在一些实现方式中,所述输入输出处理器中还具有至少一个专用的处理器核,用于在所述硬件直传地址寄存器中配置所述至少一个外设控制器各自的通信地址。基于该实现方式,由从核配置外设控制的通信地址,可以实现对外设控制器直接访问的有效管理和控制。

    12、在一些实现方式中,所述输入输出处理器包括寄存器阵列,所述硬件直传寄存器设置于所述寄存器阵列中;所述寄存器阵列还包括地址拆分模块,所述地址拆分模块用于接收所述应用处理器发送的与多个外设控制器各自对应的访问请求,并基于各个访问请求各自对应的访问地址,将各个访问请求分别发送至与访问请求对应的硬件直传寄存器。基于该实现方式,通过上述的地址拆分模块实现了对多个访问请求的分发功能,从而实现应用处理器对多个外设控制器的准确访问,利于提高应用处理器对外设控制器的访问效率。



    技术特征:

    1.一种设备访问控制方法,其特征在于,应用于微处理器架构,所述微处理器架构包括应用处理器、输入输出处理器以及至少一个外设控制器;所述输入输出处理器作为所述应用处理器与所述至少一个外设控制器进行交互时的中间媒介,所述输入输出处理器中包括与每个外设控制器各自对应的硬件直传寄存器,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述输入输出处理器中还包括与每个外设控制器各自对应的硬件直传地址寄存器,用于存储外设控制器的通信地址;

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述目标外设控制器对应的硬件直传地址寄存器中存储的所述目标外设控制器的通信地址,包括所述目标外设控制器的通信地址的高n位地址信息,在所述访问请求中携带所述目标外设控制器的通信地址的低k-n位地址信息;所述k为所述目标外设控制器的通信地址的长度,所述k和n均为正整数;

    4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述目标外设控制器对应的硬件直传寄存器与所述应用处理器通过apb总线相连,所述目标外设控制器对应的硬件直传寄存器与所述目标外设控制器通过ahb总线相连;

    5.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述输入输出处理器中还具有至少一个专用的处理器核,用于在所述硬件直传地址寄存器中配置所述至少一个外设控制器各自的通信地址。

    6.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法,其特征在于,所述输入输出处理器包括寄存器阵列,所述硬件直传寄存器设置于所述寄存器阵列中;

    7.一种设备访问控制方法,其特征在于,应用于微处理器架构,所述微处理器架构包括应用处理器、输入输出处理器以及至少一个外设控制器;所述输入输出处理器作为所述应用处理器与所述至少一个外设控制器进行交互时的中间媒介,所述输入输出处理器中包括与每个外设控制器各自对应的硬件直传寄存器,所述方法包括:

    8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述输入输出处理器包括寄存器阵列,所述硬件直传寄存器设置于所述寄存器阵列中,所述寄存器阵列还包括地址拆分模块;

    9.一种微处理器架构,其特征在于,所述微处理器架构包括应用处理器、输入输出处理器以及至少一个外设控制器;所述输入输出处理器作为所述应用处理器与所述至少一个外设控制器进行交互时的中间媒介,所述输入输出处理器中包括与每个外设控制器各自对应的硬件直传寄存器;所述微处理器架构被配置为实现如权利要求1至8中任意一项所述的设备访问控制方法。

    10.一种计算机设备,其特征在于,包括如权利要求9所述的微处理器架构。


    技术总结
    本申请提出一种设备访问控制方法、微处理器架构及计算机设备,所述方法应用于微处理器架构,所述微处理器架构包括应用处理器、输入输出处理器以及至少一个外设控制器;所述输入输出处理器作为所述应用处理器与所述至少一个外设控制器进行交互时的中间媒介,所述输入输出处理器中包括与每个外设控制器各自对应的硬件直传寄存器,所述方法包括:所述硬件直传寄存器接收所述应用处理器发送的针对目标外设控制器的访问请求;所述目标外设控制器为所述至少一个外设控制器中的任意外设控制器;所述硬件直传寄存器将所述访问请求转发至所述目标外设控制器。上述方法能够提高微处理器架构中的主核访问外设的效率。

    技术研发人员:董学峰,王瑞雪,张璐,李云照
    受保护的技术使用者:飞腾信息技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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