11、TUM PCI/SCI适配器：架构与数据包处理解析

TUM PCI/SCI适配器：架构与数据包处理解析

1. 引言

在高性能集群计算领域，SMiLE项目致力于基于SCI互连技术开展研究。其主要目标是开发适用于具有非均匀内存访问（NUMA）特性的分布式共享内存（DSM）系统的概念、编程模型和工具。项目聚焦于两个方面：一是适配和优化基于SCI的集群环境下的“标准”并行处理软件；二是进行硬件开发，其中TUM PCI/SCI适配器是关键部分，它用于连接PC的PCI本地总线和SCI网络，是SMiLE PC集群的基础。

由于在项目启动初期缺乏适用于PC的商用SCI接口硬件，因此自主开发了PCI/SCI硬件。该适配器具备可扩展性和适应性，还能连接硬件监视器，为性能评估和调试工具提供运行时和通信行为的详细信息。其主要任务是在PCI总线操作和SCI事务之间进行转换，通过PLX的PCI 9060芯片实现与PCI本地总线的接口，Dolphin的Link Controller LC - 1处理SCI端，而两个现场可编程门阵列芯片（FPGAs）则负责控制和协议处理。

2. PCI/SCI适配器架构

SCI被选为SMiLE PC集群的网络结构，SCI系统中的节点通过点对点链路以环形排列或连接到交换机。SCI规范的逻辑层定义了分组交换协议，允许事务重叠以隐藏远程访问延迟。

PCI/SCI适配器作为PCI本地总线和SCI网络之间的接口，分为三个逻辑部分：
- PCI单元 ：与PCI本地总线接口，通过PCI9060芯片将PCI操作转换为遵循Intel i960总线协议的操作。它有一个64 MByte的地址窗口，可拦截处理器 - 内存事务并转换为SCI事务。同时集成了两个独立