LTPI协议的理解——LTPI协议的定义和结构

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定义

LTPI (LVDS Tunneling Protocol & Interface，LVDS 隧道协议和接口)是一种协议和接口，设计用于在 HPM 和 SCM 之间传输各种低速信号。它不仅支持 GPIO 的隧道传输，还支持 SMBus、I2C、UART 等低速串行接口的隧道传输。它还可以通过额外的专有 OEM 接口进行扩展，并为 HPM CPLD 和 SCM CPLD 之间的原始数据隧道提供支持。

DC-SCM 2.0 LTPI 结构

LTPI 接口可以通过两个 FPGA/CPLD 器件来实现，以便与典型的 BMC 器件进行配置：

1. HPM FPGA – 提供本地 HPM 接口与 LTPI 的桥接
2. SCM CPLD – 提供到本地 SCM 接口的 LTPI 桥接
   
   DC-SCM LTPI 接口实现了通道的概念，其中每个通道都映射到 DC-SCM 和 HPM 上的特定类型的物理接口。 LTPI 接口定义了以下通道：
   ? GPIO 通道
   ? I2C/SMBus 通道
   ? UART 通道
   ? OEM 渠道
   ? 数据通道

LTPI使用高速LVDS全双工链路的时分复用（TDM）在SCM和HPM之间发送和接收LTPI信道。如下图所示，在LVDS链路上的每个相等时隙中，都有一个LTPI帧正在传输。在通过LTPI接口发送的每个帧中，分配给特定信道的比特数与专用于每个信道的LTPI带宽成正比。为了最大限度地减少对LTPI信道的延迟影响，假设LTPI帧是没有任何帧间间隙的。在无法避免帧间间隙的实现中，建议帧间间隙时间保持恒定，以最小化延迟变化并简化实现。

GPIO通道

GPIO通道用于通过LTPI接口传输低速HPM和SCM GPIO。GPIO通道定义低延迟和正常延迟GPIO。GPIO映射到低延迟GPIO部分还是映射到正常延迟GPIO部分看具体使用情况。LTPI-GPIO通道中物理GPIO到低延迟和正常延迟GPIO的映射示例如下图。注：GPIO是一个通用术语，它可以是软件（HPM上的CPU或SCM上的BMC）控制的输入/输出，也可以是行为类似于物理直接连接的纯硬件数字信号。

低延迟GPIO: 为每个低延迟GPIO分配的最大LTPI带宽。每个GPIO被映射到LTPI帧中的特定比特，并随着每个LTPI帧而更新。
正常延迟GPIO:最大LTPI带宽分配在LTPI帧中预定义数量的比特上。所有位在正常延迟GPIO之间共享。根据LTPI帧中分配的NL GPIO的数量和NL GPIO位的数量，更新所有NL GPIO需要多个LTPI帧。
GPIO的数量：受分配给LL GPIO的LTPI帧比特数的限制，受NL GPIO可接受的延迟限制。NL GPIO越多，延迟越高。

I2C/SMBus通道

I2C/SMBus通道用于通过LTPI接口对I2C/SMBus总线进行隧道传输，用于SCM或HPM上只有一个控制器的链路。DC-SCM LTPI I2C/SMBus隧道解决的主要用例如图所示。

Uart通道

UART通道用于通过LTPI在SCM和HPM之间传输物理UART接口。UART通道支持使用流量控制信号对多个全双工UART接口进行隧道传输。UART接口通过LTPI进行隧道传输，并重建为类似于GPIO和I2C通道的物理UART接口。如下图中UART的使用示例所示，通过隧道传输的HPM UART接口可以直接连接到BMC或其他设备。

OEM通道

OEM通道允许通过LTPI进行OEM特定接口隧道传输。OEM可以采用与其他通道相同的方法来实现专有接口隧道。定义OEM特定的接口细节和通道设计超出了规范的范围。OEM通道仅被定义为使用DC-SCM LTPI实现OEM扩展和专有接口的占位符。

数据通道

数据通道允许通过LTPI在SCM CPLD和HPM FPGA之间进行数据隧道传输。这增加了实现LTPI扩展以满足特定设计需求的灵活性和可能性。数据通道遵循内存映射接口的概念，例如Avalon内存映射（AVMM）或Wishbone总线。如下图中的示例所示，数据通道实现了一个内部AVMM总线，该总线允许在SCM CPLD和HPM FPGA之间映射内存空间，并使用遵循AVMM总线支持的标准化IP块。数据通道允许从位于LTPI接口后面的IP进行随机访问数据读取和写入。只有当有写入或读取数据的请求时，数据通道访问才会按需进行。

数据通道使用的一个示例如下图所示，其中数据通道用于访问内置在HPM FPGA中的ADC的模数转换器读数。BMC对数据通道的访问可以由BMC SOC支持并连接到SCM CPLD的任何标准接口提供，例如SPI、I2C或类似接口。在下面的示例中，BMC使用I2C接口来触发来自ADC的读取。I2C AVMM桥接器解释BMC读取并将其转换为AVMM数据读取，这些读取通过LTPI接口传递到HPM FPGA。数据通道的定义是通用的，它不与任何特定的数据总线接口绑定。

总结

可以看到，LTPI协议解决的是将很多低速通道汇聚为一对LVDS线，使得设备之间的连线非常简单，且很少的连线更便于传输。至于具体是怎么将很多低速接口进行传输的，后面讲到的帧定义会提到。