湖南大学学报(自然科学版)2024,Vol.51Issue(6) :187-194.DOI:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024238

基于RISC-V的IOMMU设计

Design of IOMMU Based on RISC-V

王镇道 班贵龙 胡锦 焦旭峰
湖南大学学报(自然科学版)2024,Vol.51Issue(6) :187-194.DOI:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024238

基于RISC-V的IOMMU设计

Design of IOMMU Based on RISC-V

王镇道 1班贵龙 1胡锦 1焦旭峰1
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作者信息

  • 1. 湖南大学 物理与微电子科学学院,湖南 长沙 410082
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摘要

在半导体技术受到管控的背景下,实现芯片的完全自主可控已成为现今半导体技术发展的重点.由于RISC-V具有开源、应用广泛的特性,研究RISC-V架构对于我国微处理器的自主可控具有重要研究意义.在微处理器系统中,由于物理资源的有限性和直接访问存储可能潜在危害,DMA访问I/O设备时将会受到诸多限制,从而影响访问性能.目前主流的方法是通过将I/O事务虚拟化,可以很好地解决这一问题.本文首次提出了一种基于RISC-V的I/O虚拟化架构,极大地加速了I/O访问进程,仅花费几个时钟周期就可快速完成I/O设备对内存的DMA请求.本设计将来可以作为IP,集成到RISC-V架构的处理器中,加速I/O设备对内存的访问.

Abstract

In the realm of semiconductor technology control,achieving complete autonomous chip control has emerged as a focal point in today's semiconductor technology advancement.Given its features of open source and widespread adoption,the study of RISC-V architecture holds significant importance for enabling microprocessor autonomous controllability.Within microprocessor systems,limitations on physical resources and potential risks associated with direct storage access necessitate restrictions on DMA access to I/O devices,thereby impacting access performance.The prevailing approach involves virtualizing I/O transactions to effectively address this issue.This article firstly proposes a I/O virtualization architecture based on RISC-V,which greatly accelerates the I/O access process,this architectrue consums a few clock period to complete DMA requests from I/O devices to memory.This design will be integrated into RISC-V architecture CPU as an IP,accelerating the access of I/O devices to memory.

关键词

虚拟化/缓存/RISC-V

Key words

virtualization/cache memory/RISC-V

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(Z202301432394)

出版年

2024
湖南大学学报(自然科学版)
湖南大学

湖南大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.651
ISSN:1674-2974
参考文献量1
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