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英特尔® IOP331 处理器
高达 800 MHz CPU、集成 PCI-X 桥接、以及双端口高带宽内存控制器，带来卓越的性能

结构图 | 特性与优势 | 处理器对比 | 产品亮点

英特尔® IOP331 处理器是位于 I/O 密集型存储器芯片、网络芯片、通信芯片和嵌入式应用芯片等芯片上的一个高度集成的 I/O 系统。英特尔® IOP331 处理器采用 800 MHz CPU、高性能内部总线、双端口内存控制器、高带宽 PCI-X 到 PCI-X 桥接、以及改进的中断控制器，可提供高性能、高集成的处理器解决方案。其应用对象包括：基于 PCI/PCI-X 主机的适配卡（如 RAID 卡、iSCSI 卡、FC 卡、安全/SSL 网卡等），使用 PCI/PCI-X 作为系统互连的控制面板和系统控制器应用和/或底板（如虚拟专用网设备、视频服务器、网关、网络连接存储器、外部存储器阵列等），基于 PCI/PCI-X 的线卡（如 VoIP、路由器等），以及许多要求在芯片处理器上能有高集成、高性能系统的其它应用。英特尔® IOP331 处理器还包括通过 P+Q 实施、支持针对智能 RAID6 的硬件加速。目前，更大的 RAID 阵列、不断提高的磁盘密度以及串行 ATA 在商务应用中的使用要求不断提高 RAID6 实施的性能。

作为英特尔的第六代 I/O 处理器，英特尔® IOP331 处理器继续发挥了英特尔在制造高性能、低功耗英特尔 Xscale® 技术处理器方面的强势。它融合英特尔® 超级流水线 RISC 技术、7 级整数/8 级内存超级流水线内核、32 K字节数据和指令高速缓存，以及高达 800 MHz 的运行频率。英特尔® IOP331 处理器代码兼容英特尔® IOP321 I/O 处理器、其它英特尔 Xscale® 内核处理器、以及基于 ARM* 的设备，可简化现有设计的代码移植。它支持ARM v5TE* 指令集（不包括浮点指令集）。其内部总线运行频率可达 266 MHz，内部带宽高达 2.1 GB/秒。


相关信息
英特尔® I/O 处理器
英特尔® PCI 桥接
由于采用了支持高达 2 GB DDR 333 MHz 内存或 1 GB DDRII 400 MHz 内存的双倍速数据传输率（DDR）SDRAM 双端口内存控制器，英特尔® IOP331 处理器可提供超快速的内存数据交换。非缓冲 Registered DDR 333 和 Registered DDRII 400 DIMM 亦可用于英特尔® IOP331 处理器。其内存控制器支持含或不含纠错码的 32 位或 64 位内存子系统。英特尔® IOP331 处理器采用全新的双端口内存控制器，提供一个从 CPU 到内存的直接端口（内核端口），同时还提供一个从 ATU/内部总线到内存的端口（内部总线端口）。它允许在内部总线上来回地访问 CPU 内存和传输数据，进而可带来出色的整体系统性能。内存控制器仲裁器可以大幅地优化性能，它可通过编程来限定指定端口每次的数据交换数量，从而让另一个端口得以访问内存。它还有助于最大限度地发挥内核处理器的性能，因为它允许内核优先地与内部总线端口进行数据交换，而不致于闲置内核。为进一步提高内核与存储器之间的传输性能，它还可以在存储体 0 中定义一个 32 位存储区域，以消除 4 字节写入（与英特尔 Xscale® 的数据大小匹配）上的纠错码“读取-修改-写入”运行。该 32 位区域是诸如 DMA/AAU 描述符或 I/O 控制器描述符和控制模块等内核相关数据结构的理想区域。

为缩短中断延迟，英特尔® IOP331 处理器还对中断控制器进行了重大改进。中断控制器内含一个面向 FIQ 和 IRQ 中断的高级矢量生成器，可将矢量直接提交至中断服务程序，进而减轻软件的负担。它还内含一个可使用每个中断源的两位字段、提供四个中断优先等级的中断优先器（interrupt prioritizer）。

高度集成可减少板上空间并节省系统级成本
集成 133MHz PCI－X 到 PCI－X 桥接有助于降低系统的物料清单（BOM）成本和占地空间。集成桥接在每个方向均含有 8 K 字节数据缓冲区，可消除配置外部 PCI-X 到 PCI-X 桥接的必要性，进而节省大量的板上空间。英特尔® IOP331 处理器在辅助 PCI 总线上设计了一个单一的 ATU 接口。由于编程和数据流模式相同，这极大简化了那些使用外部桥接器的设计的代码移植。英特尔® IOP331 处理器还在辅助 PCI-X 总线上提供中心资源功能，包括集成仲裁器、面向可达四个设备的 clockout、以及通过复位带（reset strap）在所有辅助 PCI-X 总线信号上实现内部上拉电阻（pull-up resistor）的能力。辅助 PCI-X 总线还支持公用和专用设备。一组十个辅助 IDSEL 可通过复位带为主机公用或为 IOP331 专用。桥接在主级和辅助总线上提供不同的 PCI/PCI-X 总线速度和总线宽度。例如：主级总线可以支持 PCI-66，辅助总线可以支持 PCI-X100。英特尔® IOP331 处理器集成有一个使用散聚与直接模式，支持非线性传输（unaligned transfer）的双通道 DMA 控制器。双通道 DMA 控制器可提高 PCI 到内存和内存到内存的吞吐率。IOP331 同时还集成有两个 UART 和两个I2C 端口，可进一步降低系统的成本/复杂性。4 针 UART 兼容 16550 寄存器，支持 64 字节收发 FIFO，并带有一个可编程的波特率发生器（可达 115 Kbps）。如果不需要发挥 UART 功能，UART 所使用的八个引脚也可用作 GPIO 或外部中断。

英特尔® IOP331 处理器提供 8 位或 16 位、66 MHz 外设总线接口（PBI），这最适合于需要与诸如 ASIC、闪存或 DSP 等非 PCI 外设组件相连的嵌入式应用。PBI 提供两个芯片选择、可编程的总线宽度和两个存储器窗口等待状态。

IOP331 集成了两个面向特定应用的应用加速引擎：RAID5 XOR 和 iSCSI CRC32C。应用加速器单元（AAU）具备基于硬件的 XOR 能力，可使用 1 K 字节队列加速与 RAID 相关的奇偶运算。AAU 可加快读写数据到内存控制器的传输速度，并可跨本地存储器模块进行数据奇偶运算。两个 DMA 通道通过计算模块传输中数据的 CRC32C，可为iSCSI应用提供硬件辅助。CRC 引擎采用 iSCSI 规范要求的 CRC32C 算法。这两个应用加速引擎可带来显著的性能提升，并可消除安装外部 ASIC 的必要性，进而可节省 RAID、存储和 iSCSI 网络应用等的成本和板上空间。

结构图
Intel® 80331 Block Diagram

特性与优势
特性 优势
500/667/800 MHz 英特尔 XScale® 内核
片上集成系统设计
高性能、低功耗
两个 PCI/PCI-X 接口
集成的 PCI-X 桥接
运行频率高达 133 MHz
2 个带有链接支持的 DMA 单元
支持从远程 PCI 主机上配置设备


PCI-X 到 PCI-X 桥接集成可降低物料清单(BOM)成本并有助于减少板上空间
Optimized Memory Controller
DDR 333 和带纠错码的 DDRII 400
64 位、72 位内存，还支持 32 位模式


英特尔 XScale® 内核具有直接内存存取能力，可改进性能
Communications
I2C
UARTs
带有两个芯片选择的 16 位本地总线
8 GPIO 引脚


集成有助于减少板上空间并降低物料清单（BOM）成本
DMA 上的应用加速器单元
RAID6 P + Q 加速器
RAID5 XOR
iSCSI CRC32C



支持 RAID6 可靠性
在硬件中针对特定应用进行集成可提高 RAID5 和 iSCSI 的性能，并有助于减轻 CPU 的负担


英特尔® I/O 处理器对比

  英特尔® IOP331 I/O 处理器芯片组 英特尔® IOP321 I/O 处理器芯片组 英特尔® IOP315 I/O 处理器芯片组
核心速度 500/667/800 MHz 400/600 MHz 400/600/733 MHz
封装尺寸 37.5 毫米x 37.5 毫米 35 毫米 x 35 毫米 40 毫米 x 40 毫米和 23 毫米 x 23 毫米
集成桥接 133 MHz、64 位 PCI-X 桥接 133 MHz、64 位 PCI-X 接口 133 MHz、64 位 PCI-X 桥接
可寻址内存 双端口 DDR 333 MHz/DDRII 400 MHz 200 MHz DDR 双端口 200 MHz DDR
本地总线宽度 8/16 位 (66 MHz) 32 位 (高达 100 MHz) 32 位 (高达 133 MHz)
DMA 缓冲器大小 1024 字节 1024 字节 4 x 256 字节数据包
ATU 缓冲器大小 4096 字节 4096 字节 4 x 1024 字节
带有 XOR 的应用加速器 是 是 是
I2C 总线 2 个串行单元 2 个串行单元 2 个串行单元
基于硬件的 CRC32C 校验 是 否 是
UART (2) 4 -针 (16550) 否 (2) 9 针 (16550)
仲裁器 是 否 是
外部中断 12 + 1 HPI 4 + 1 HPI 16


产品亮点
基于英特尔 XScale® 微体系结构的 32 位高性能 CPU（500、667、800 MHz）
集成的 133 MHz/64 位 PCI-X 到 PCI-X 桥接（PCI 1.0A、PCI 2.3、兼容 PCI 桥接 1.1 规范、两条 PCI-X 总线均提供出色的可扩充性/灵活性、四个具备集成 clockout 和仲裁器支持的辅助设备，专用设备和专用存储器支持）
DDR 333 和带纠错码的 DDRII 400 SDRAM（高达 2 GB 的 32 位或 64 位内存、可选单位纠错/多位检错支持）
双端口内存控制器支持来自英特尔 XScale® 内核和内部外设的流水线存取（英特尔 XScale® 内核的优先可编程控制和用于优化性能的多交易计数器） )
RAID5 XOR 和 iSCSI CRC32C 卸载引擎
8 位或 16 位、66 MHz 外设总线接口（两个芯片选择、可编程的总线宽度和两个存储器窗口等待状态）
333 MHz、64 位（2.7 GB/s）内部总线
双通道 DMA 引擎支持散聚数据模块，自动化链接数据，以及 PCI 到本地存储器、本地存储器到 PCI 和存储器到存储器之间的非线性数据传输（每通道有三个 1 KB 的数据缓冲器）
多达 13 个外部中断输入到中断控制器，支持矢量生成和 4 个等级的优先级
(2) 16550 可兼容 UART（4 针、支持主/从、64 字节收发 FIFO）
(8) GPIO 引脚还可用作外部中断引脚
(2) 基于工业标准的 I2C 接口
两个可编程 32 位计时器和看门狗计时器
一般功耗为 7.5 瓦（500 MHz）
829-ball FCBGA (37.5 mm2)

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