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软件定义互连技术与产业创新联盟 

2020 年 1 月 30 日

《软件定义互连技术白皮书》2020 版（以下简称“白皮书”），于 2020 年 1 月 30 日正式发布。

白皮书首先介绍了软件定义时代的互连需求，分析了当前互连技术的不足，总结了软件定义互连技术内涵，其次分别梳理了技术发展谱系及生态产品谱系，然后对主要应用领域及典型案例解析，最后对软件定义互连技术发展规划做总结与展望。

"白皮书" 目录

相比于现有支持固定协议、固定带宽分配和固定交换结构的互连方式，软件定义互连 在硬件层面实现了互连协议、端口类型、拓扑结构、带宽分配、互连模式等关键参数的软件定义，可以支持不同协议、不同带宽、不同互连模式的数据交互通信需求，因此，软件定义互连是一种面向交换互连领域的软件定义硬件技术，基于可重构和可编程技术，具有可扩展的硬件 / 软件架构，允许应用程序对硬件进行在线定义，以动态更改交换互连的功能、性能，实现对不同应用场景的最佳拟合适配。 

软件定义互连实现结构 

软件定义硬件结构：软件定义互连技术的核心是软件定义硬件结构，要实现 软件定义互连的内涵就必须打破固有的刚性结构，设计可软件定义的硬件结构，实现面向多种应用的可编程电路。

如下图所示为软件定义硬件的结构，其核心部分可分为混合粒度的软件定义互连硬件结构和高阶软件可编程接口两部分，对应的，软件定义硬件结构技术包括了两种：面向领域的高阶可编程 技术和面向比特的嵌入式可编程技术。

软件定义硬件结构电路主要包括了混合粒度的软件定义互连算核和灵活高效的软件定义互连网络，面向比特级的嵌入式可编程技术主要用于实现混合粒度的软件定义互连算核构建，而面向领域的高阶可编程技术则用于解决硬件电路的软件可编程实现。

软件定义硬件结构模拟平台

软件定义互连研发团队抢抓国家突围崛起和产业升级换代的战略机遇，以原创技术和芯片为核 心竞争力，以行业应用解决方案为用户需求，以构建领域自主标准为最终目标，形成了如下图所示的 IP 核、芯片、产品解决方案等软件定义互连产品生态谱系。

软件定义互连产品生态谱系

基于 SDI 芯片的数字信号处理系统升级案例

数字信号处理系统中经常需要实现多种协议数据的接收、转发、异构协议数据转发等功能，如下图所示的某典型案例系统，边缘的数据采集芯片将数据采集完成后，经处理器处理后再通过 RapidIO 协议数据进行处理交换转发，转发的数据可以存放到本地的存储系统或者远端的存储系统中。

在本地存储系统数据存放中， RapidIO 协议数据需要转换成 FC 协议数据，并通过 FC 专用的交换网络进行数据交换转发；在远端存储系统数据存放中，RapidIO 协议数据需要转换成以太网协议数据，并通过以太网交换网络传输至远端的本地网 络中，本地网络将接收到的数据再转换为 FC 协议数据。

除此之外，不同边缘节点处理后的 数据会有交换转发的需求，各个专用网络中都有数据交换转发的需求。

可以看出该数字信号处理系统中存在异构协议的互连互通，同时也存在同种协议的交换互连，为了该系统正常工作使用了三种专用网络交换芯片和三种协议转换的桥接芯片，系统开发维护难度大。

为此， 采用 SDI 芯片对该系统进行了升级， 将系统中用于协议转换和数据交换的芯片替换为 SDI  芯片，实现不同协议的网络交换和协议转换功能。采用 SDI 芯片升级后大大简化了系统组成，三种专用网络交换板卡合为一种类型的 SDI 交换板卡，并且删减了专门用于桥接设备的芯片及电路，大大降低了数字信号处理系统设计难度，节省了成本，简化了系统谱系，提升了适配性。

基于 SDI 的信号处理系统

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