GB/T 46280.3-2025 芯粒互联接口规范 第3部分：数据链路层技术要求

　　ICS 31.200 CCS L 55

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 46280.3—2025

　　芯粒互联接口规范

　　第 3 部分:数据链路层技术要求

　　Specification forchipletinterconnection interface—

　　Part3 : Datalink layertechnicalrequirements

　　2025-08-19发布 2026-03-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 46280.3—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 缩略语 1

　　5 数据链路层功能 2

　　6 接 口 2

　　6. 1 Flit格式 2

　　6. 2 错误检测和纠错 7

　　6. 3 重传 8

　　6. 4 数据通路序号翻转 10

　　6. 5 数据通路数据分发 10

　　6. 6 数据通路对齐 11

　　6. 7 链路状态管理 11

　　6. 8 功耗管理 12

　　7 CPIF 14

　　8 PAIF 14

　　8. 1 发送数据接 口 14

　　8. 2 接收数据接 口 15

　　8. 3 控制接 口 15

　　9 配置接 口 16

　　参考文献 18

　　Ⅰ

　　GB/T 46280.3—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件是 GB/T 46280《芯粒互联接口规范》的第 3部分 。GB/T 46280已经发布了以下部分 :

　　— 第 1部分 :总则 ;

　　— 第 2部分 :协议层技术要求 ;

　　— 第 3部分 :数据链路层技术要求 ;

　　— 第 4部分 :基于 2D封装的物理层技术要求 ;

　　— 第 5部分 :基于 2. 5D封装的物理层技术要求 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出 。

　　本文件由全国集成电路标准化技术委员会(SAC/TC599)归 口 。

　　本文件起草单位 : 中关村高性能芯片互联技术联盟 、中国电子技术标准化研究院 、深圳市海思半导体有限公司 、清华大学 、盛合晶微半导体(江阴)有限公司 、深圳市中兴微电子技术有限公司 、北京大学 、中国移动通信有限公司研究院 、福建省电子信息(集团) 有限责任公司 、北京芯力技术创新中心有限公司 、中科芯集成电路有限公司 、上海交通大学 、中茵微电子(南京)有限公司 。

　　本文件主要起草人 :吴华强 、李翔宇 、张玉芹 、蔡静 、杨蕾 、崔东 、刘昊文 、刘泽伟 、李洋 、齐筱 、张旭 、刘青松 、李男 、王大鹏 、王玮 、叶乐 、贾天宇 、李欣喜 、章莱 、金鹏 、魏敬和 、华松逸 、贺光辉 、蒋剑飞 、袁春 、朱红卫 、许弘文 、高强 。

　　Ⅲ

　　GB/T 46280.3—2025

　　引 言

　　芯粒(chiplet)技术是通过高带宽互联接口和先进封装 ,将多个裸芯片或集成的裸芯片集成为一个更大的芯片或系统 ,兼具高性能和低成本优势 。在后摩尔时代 ,芯粒技术是支撑高性能计算产业发展的关键技术之一 。

　　GB/T 46280《芯粒互联接口规范》旨在对芯粒间点对点互联的数据传输处理机制进行统一 ,用于不同供应商(设计单位 、制造单位 、封测单位) 、不同功能 、不同工艺节点的芯粒实现高效互联互通 。

　　GB/T 46280《芯粒互联接口规范》规定了芯粒间互联的分层架构 , 以及各层的功能要求和层间接 口要求 ,拟由五个部分构成 。

　　— 第 1部分 :总则 。 目的在于界定芯粒互联接口的术语和定义 、缩略语 ,规定芯粒互联接 口 的分层架构以及各层的基本功能 ,并确立互联场景和封装类型 。

　　— 第 2部分 :协议层技术要求 。 目的在于规定芯粒互联接 口 的协议层技术要求 、通用 SoC 总线协议 、高带宽存储协议及自定义协议的报文格式适配方式 。

　　— 第 3部分 :数据链路层技术要求 。 目的在于规定芯粒互联接口的数据链路层技术要求 。

　　— 第 4部分 :基于 2D封装的物理层技术要求 。 目的在于规定芯粒互联接口的基于 2D封装的物理层技术要求 。

　　— 第 5部分 :基于 2. 5D封装的物理层技术要求 。 目 的在于规定芯粒互联接 口 的基于 2. 5D 封装的物理层技术要求 。

　　Ⅳ

　　GB/T 46280.3—2025

　　芯粒互联接口规范

　　第 3 部分:数据链路层技术要求

　　1 范围

　　本文件规定了芯粒互联接口的数据链路层技术要求 ,包括 :传输报文格式 、数据错误检测和纠错机制 , 以及链路状态和功耗管理相关技术要求 。

　　本文件适用于芯粒互联接口的设计 、制造和应用 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 46280. 1 芯粒互联接口规范 第 1部分 :总则

　　3 术语和定义

　　GB/T 46280. 1 界定的术语和定义适用于本文件 。

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件 。

　　ARQ: 自动重复请求(Automatic RepeatRequest)

　　AXI:高级可扩展接 口 (Advanced Extensible Interface)

　　CHI:一致性互连中枢接 口 (Coherent Hub Interface)

　　CPIF:芯粒物理层接口(ChipletPHY Interface)

　　CRC:循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check)

　　DEC: 双比特纠错(Double ErroorDetection)

　　ECC:错误纠正码(Error Correction Code)

　　FEC:前向纠错(Forward Error Correction)

　　Flit:数据块(Flow control unit)

　　IO:输入/输出端口(Input/Output)

　　NRZ:不归零编码(Non Return to Zero)

　　PAIF:协议适配接 口 (ProtocolAdapter Interface)

　　PHY:物理层 (Physical layer)

　　RX:接收器(Receiver)

　　SEC: 比特纠错(Single ErroorDetection)

　　SoC:片上系统(System on Chip)

　　TX:发送器(Transmitter)

　　1

　　GB/T 46280.3—2025

　　5 数据链路层功能

　　数据链路层为通信双方提供可靠的数据传输 ,应实现以下功能 :

　　— 传输错误检测和纠错机制 :CRC产生和校验 、重传 、ECC;

　　— 链路状态和低功耗状态切换管理 ;

　　— 传输报文格式定义 ;

　　— 多通路的绑定组成更大传输带宽链路 。

　　6 接口

　　6. 1 Flit格式

　　6. 1. 1 Flit数据格式

　　数据链路层以 Flit为数据传输单位 ,上层的数据报文 Packet通过切分后以 Flit为最小单位进行传输 。Flit数据格式如图 1所示 。

　　图 1 Flit数据格式

　　其中 ,Payload 为协议层的 Packet数据填充在 Flit中 , Header为数据链路层根据不同 的 Payload类型进行填充的信息 ,Tail为 Flit的 Header和 Payload 的错误校验位 。

　　H_Len为 Header位宽 ,定义为 5 bit。T_Len为 Tail位宽 ,定义为 11 bit。

　　1(L)e中(n)为,bit(F)[(l)0(it)]表示(数据)F(位)l宽it,的最低(其值为)b位(L)eit[F(H)__LLe(en)n+-1P]表(ay)示loaF(d)l位it的最高(宽 +T)_ bit(Le)n位。。

　　数据链路层 Payload位宽支持以下 4种长度类型(位宽模式) :

　　a) 16Byte;

　　b) 32Byte;

　　c) 48Byte;

　　d) 60Byte。

　　数据链路层每个单位传输时间只能使用一种长度类型 ,不同长度类型的 Flit不能并行传输 。不同单位传输时间可传输不同长度类型的 Flit。

　　Flit数据格式中 , Header的格式如图 2所示 ,其内容定义见表 1。 Header的长度为 H_Len,定义为5 bit。在图 2 中 , bit[0]为 Header的最低 bit位 , bit[4]为 Header的最高 bit位 。

　　图 2 FlitHeader格式

　　2

　　GB/T 46280.3—2025

　　表 1 FlitHeader内容

　　位宽/bit

　　域

　　信号

　　说明

　　备注

　　1

　　0

　　Type

　　Type= 1’b0,为数据链路层控制 Flit

　　Type= 1’b1, 为协议层业务数据 Flit

　　必选

　　1

　　1

　　ACK

　　Flit正常 接 收 应 答 , 用 于 数 据 重 传 。 值 为 1时表示接收端正确接收到 1个 Flit

　　可选

　　2

　　2:3

　　Len

　　Flit位宽指示 : 0 表示 16Byte

　　1 表示 32Byte

　　2 表示 48Byte

　　3 表示 60 Byte

　　必选

　　1

　　4

　　Rsv

　　预留不使用 ,默认值 0

　　必选

　　Flit数据格式中 ,Tail的格式如图 3所示 ,其内容定义见表 2。Tail的长度为 T_Len,定义为11bit。其中 ,CHK 为数据校验 位 , Rsv 为 预 留 位 。 CHK 的 位 宽 CHK_ Len与 数 据 校 验 方 式 有 关 , 如 果 采 用CRC校验 ,则 CHK_Len取值为 9 bit;如果采用 FEC校验 ,则 CHK_Len取值为 10bit。 图 3 中 , bit[0]为 Tail的最低 bit位 , bit[10]为 Tail的最高 bit位 。

　　图 3 FlitTail格式

　　表 2 FlitTail内容

　　位宽/bit

　　域

　　信号

　　说明

　　备注

　　CHK_Len

　　0: CHK_Len-1

　　CHK

　　用于 CRC/FEC数据校验 。

　　CHK_ Len取 值 与 数 据 校 验 方 式 有 关 , 如 果采用 CRC校 验 , 则 CHK_ Len值 为 9 bit;如果采用 FEC校验 ,则 CHK_Len值为 10 bit

　　必选

　　11-CHK_Len

　　CHK_Len:10

　　Rsv

　　预留使用 ,默认 0

　　必选

　　协议层报文数据到数据链路层的映射方式说明如下 。

　　a) 当报文数据小于 Flit的数据位宽度时 , 为短包传输方式 ,如图 4 所示 ,Flit的数据位宽度使用全 0填充到 Flit边界 。

　　图 4 短包传输方式

　　3

　　GB/T 46280.3—2025

　　b) 当报文数据大于 Flit长度时 ,为长包传输方式 ,长包切分到多个 Flit进行传输 ,如图 5所示 ,每

　　个 Flit中最多只有一个报文数据 ,最后一个 Flit数据不够 Flit边界时使用全 0数据填充 。

　　图 5 长包传输方式

　　除业务数据传输外 ,数据链路层还传输以下几种类型的控制 Flit。

　　a) NULL Flit

　　NULL Flit是一种特殊的控制 Flit。 NULL Flit不携带任何有用的信息 ,仅在没有数据传输时用于填充 。所有数据都为 0,接收端收到 NULL Flit后直接丢弃 。 NULL Flit格式定义见表 3。

　　表 3 NULL Flit格式

　　FlitHeader

　　字段名称

　　位宽/bit

　　说明

　　TYPE

　　1

　　‘b0:控制 Flit

　　ACK

　　1

　　‘b0

　　Len

　　2

　　Flit位宽指示 :

　　0 表示 16Byte

　　1 表示 32Byte

　　2 表示 48Byte

　　3 表示 60 Byte

　　对于 NULL Flit,该字段固定为 0

　　Rsv

　　1

　　预留不使用

　　FlitPayload

　　字段名称

　　位宽/bit

　　说明

　　SUB_TYPE

　　4

　　控制 Flit子类型 :

　　4’b0000: NULL Flit

　　Reserved

　　F_Len-20

　　全 0

　　FlitTail

　　字段名称

　　位宽/bit

　　说明

　　CHK

　　CHK_Len

　　全 0

　　Rsv

　　11-CHK_Len

　　预留 , 固定为 0

　　b) LPW Flit(Low Power Flit)

　　LPW Flit用于在主方和从方之间协商 , 以进入低功耗模式 。 LPW Flit的格式的参考定义见表 4。

　　4

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　　表 4 LPW Flit格式

　　FlitHeader

　　字段名称

　　位宽/bit

　　说明

　　TYPE

　　1

　　‘b0:控制 Flit

　　ACK

　　1

　　保留 ,不使用

　　Len

　　2

　　Flit位宽指示 : 0 表示 16Byte

　　1 表示 32Byte

　　2 表示 48Byte

　　3 表示 60 Byte

　　Rsv

　　1

　　预留不使用

　　FlitPayload

　　字段名称

　　位宽/bit

　　说明

　　SUB_TYPE

　　4

　　4’b1001: 低功耗模式命令

　　4’b1010: 带宽模式选择命令

　　4’b1111: 应答命令

　　CMD

　　8

　　表示不同类型的倒换命令低功耗模式命令 :

　　’b00000001:U1请求 ,输入 U1请求 ,主方到从方

　　’b00000010:U1接受响应 ,表示接受进入 U1,从方到主方

　　’b00000011:U1拒绝响应 ,表示拒绝进入 U1,从方到主方 ’b00000100:U2请求 ,输入 U2请求 ,主方到从方

　　’b00000101:U2接受响应 ,表示接受进入 U2,从方到主方 ’b00001000:U2拒绝响应 ,表示拒绝进入 U2,从方到主方其他 :保留

　　带宽模式选择命令 : ’b00000000:全带宽

　　’b00000001:半带宽

　　’b00000010: 四分之一带宽其他 :预留

　　Reserved

　　F_Len-28

　　保留

　　FlitTail

　　字段名称

　　位宽/bit

　　说明

　　CHK

　　CHK_Len

　　同 FlitTail的定义

　　Rsv

　　11-CHK_Len

　　预留 , 固定为 0

　　c) ARQ Flit(Auto Retry QuestFlit)

　　ARQ Flit用于在重传过程中发起 ARQ请求或 ARQ 响应 。 ARQ在链路主机和链路从机之间携带指针 , 以指示重传位置 ,及相关更多信息 。

　　ARQ Flit的格式定义见表 5。

　　5

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　　表 5 ARQ Flit格式

　　FlitHeader

　　字段名称

　　位宽/bit

　　说明

　　TYPE

　　1

　　‘b0:控制 Flit

　　ACK

　　1

　　保留 ,不使用

　　Len

　　2

　　Flit位宽指示 : 0 表示 16Byte

　　1 表示 32Byte

　　2 表示 48Byte

　　3 表示 60 Byte

　　Rsv

　　1

　　预留不使用

　　FlitPayload

　　字段名称

　　位宽/bit

　　说明

　　SUB_TYPE

　　4

　　控制 Flit子类型 :

　　4’b0001: ARQ 重传请求(ARQ Request)

　　4’b0010: ARQ 重传应答(ARQ ACK)

　　4’b0100: ARQ 重传结束(ARQ Done)

　　Pointer

　　16

　　重传起始指针地址,仅用于 ARQ请求和 ARQ响应 。

　　ARQ Request表示接收方要 求 发 送 方 重 传 数 据 的 地 址,每 个地址对应一个 Flit。

　　ARQ Done表示发送方结 束 重 传 时 ARQ缓 冲 区 中 的 写 地 址指针 ,每个地址对应一个 Flit

　　Reserved

　　F_Len-36

　　保留

　　FlitTail

　　字段名称

　　位宽/bit

　　说明

　　CHK

　　CHK_Len

　　同 FlitTail的定义

　　Rsv

　　11-CHK_Len

　　预留 , 固定为 0

　　6. 1.2 控制 Flit处理

　　发送端控制 Flit处理方式如下 。

　　a) NULL Flit插入

　　在以下情况下插入 NULL Flit:

　　1) 场景 1:在链路训练过程中 ,根据训练步骤下插 NULL Flit。

　　2) 场景 2:没有业务 Flit在发送 ,下插 NULL Flit。

　　b) LPW Flit插入

　　当主方决定进入低功耗模式时 ,应向从方发送 LPW Flit。

　　当从方接收到 LPW Flit时 ,应在当前 Flit完成传输时插入具有最高优先级的 LPW Flit。

　　c) ARQ Flit插入

　　当支持重传的场景中有 Flit需要重传 ,发送端插入 ARQ Flit发起重传请求 。

　　接收端控制 Flit处理方式如下 。

　　6

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　　a) NULL Flit

　　当从方接收到 NULL Flit时 ,NULL Flit将直接丢弃 。

　　b) LPW Flit

　　当从方接收到 LPW Flit时 ,应检查它在发送和接收端是否空闲 ,并发送响应 。如果它决定接受请求 ,则根据 LPW Flit进入低功耗模式 。否则 ,拒绝低功耗请求 ,并保持在当前正常模式 。

　　c) ARQ Flit

　　当接收方收到 ARQ Flit时 ,通知本端发送侧响应重传请求 。

　　6.2 错误检测和纠错

　　6.2. 1 概述

　　以下定义了两种方法确保芯粒间的可靠数据传输 。

　　a) CRC校验 +重传 :通过 CRC校验出错误后 ,重传错误的数据 ,实现数据可靠传输 。

　　b) FEC纠错 :FEC选用 ECC编解码对错误直接进行纠错 ,实现数据可靠传输 。

　　不同的应用场景以及不同的物理层误码率条件下 ,可采用不同的错误检测和纠错方式 ,见表 6。错误检测和纠错方式详见 6. 2. 2 和 6. 2. 3。

　　表 6 错误检测和纠错方式建议

　　编码方式

　　物理层原始误码率

　　(纠错前)

　　错误检测和纠错方式

　　CRC

　　重传

　　ECC

　　NRZ

　　>1E-27且<1E-15

　　◎

　　◎

　　○

　　<1E-27

　　◎

　　◎

　　×

　　注 : ○表示推荐支持 ; ◎表示可选支持 , ×表示不支持 。

　　不同速率下的物理层的原始误码率见表 7,低速场景满足 1E-27的误码率 ,高速场景需满足 1E-15的误码率 。

　　表 7 不同速率下的误码率

　　速率/(GT/s)

　　0. 05~ 12

　　12~ 16

　　说明

　　误码率

　　1E-27

　　1E-15

　　—

　　6.2.2 CRC

　　Flit使用的 CRC算法与物理层错误率和 Flit宽度有关 。

　　式为0x119(物理层)‘b100011001(误率小于或)于9x(E)-5(1)1(D)=;C(3)RC种子默认值建议为全 1(和最大净荷长度宜采用 C)。RC9产生校验位 , 多项

　　互联的芯粒需要采用相同的 ECC/CRC机制 ,实际工作前应确保两侧配置相同 。

　　6.2.3 ECC

　　FEC采用 ECC纠错算法 , 以下均按 ECC来描述 。 当物理通路错误类型为随机单 bit错误时 ,使用简单的 SEC-DED ECC纠错算法实现 1 bit纠错 ,适用于物理通路错误特性满足数据宽度内最大 1 bit随机错误的场景 。根据 Flit的数据宽度和工作频率采用 ECC10产生校验位 。 当支持 ECC 时 ,数据链

　　7

　　GB/T 46280.3—2025

　　路层的发送端应支持插入 ECC校验位 ,接收端应支持 ECC纠错 。

　　采用最优最小奇数权列码实现单 bit纠错和双 bit检错 。

　　6.3 重传

　　6.3. 1 重传流程

　　重传功能是可选支持 。

　　主方和从方的重传流程相同 ,每条链路的链路主方和链路从方应满足重传处理规范要求 。 为方便描述 ,将接收 Flit并发起重传请求的芯粒定义为 “远程芯粒 ”,将发送 Flit并响应重传请求的芯粒定义为“本地芯粒 ”。

　　以 4个数据 Flit传输为例 ,重传参考流程如下 。

　　a) 本地芯粒将 ARQ缓冲区的写指针和读指针初始化为 0,远程芯粒将读指针初始化为 0。

　　b) 本地芯粒正常发送 Flit0、Flit1、Flit2,并将它们存储在本地 ARQ缓冲区中 。 每次发送 Flit时 ,写指针递增 1,并指向要发送的下一个 ARQ缓冲区地址 。

　　c) 远程芯粒正确接收到 Flit0,在读指针上加 1,可选择通过反向链路(远程芯粒到本地芯粒的传输通路)向本地芯粒发送 ACK 消息 。

　　d) 本地芯粒正确接收到 ACK 消息 ,读指针加 1, 同时释放 ARQ缓冲区中 Flit0 的存储空间 。

　　e) 远程芯粒检测到 Flit1 传输错误 ,启动重传过程 , 向本地芯粒发送包含 ARQ Request和重传起始指针地址消息的 ARQ Flit(Request) , 同时进入错误丢弃模式 , 丢弃除 ARQ Flit以外的所有数据 。

　　f) 本地芯粒正确接收 ARQ Flit(Request) ,并向远程芯粒发送包含 ARQ ACK 消息的 ARQ Flit (ACK) ,对重传请求进行应答 。

　　g) 远程芯粒正确接收 ARQ Flit(ACK) 重传应答后 , 退出错误丢弃模式 , 开始 正 常 接 收 Flit的模式 。

　　h) 本地芯粒停止向 ARQ缓冲区写入新数据 ,并根据 ARQ Flit(Request)中的指针作为起始地址从 ARQ缓冲区读取 ,并重传缓冲区中的所有数据 Flit1、Flit2。

　　i) 远程芯粒正确接收 Flit1 和 Flit2,每次正确接收后 ,读指针值增加 1。

　　j) 本地芯粒发送包含 ARQ Done消息的 ARQ Flit(Done) ,结束 ARQ过程 ,并指向 Flit3。

　　k) 远程芯粒接收到 ARQ Done,将 消 息 中 的 指 针 与 本 地 读 指 针 进 行 比 较 , 如 果 不 相 等 , 则 报 告错误 。

　　l) 本地芯粒继续发送新的 Flit3数据 ,并恢复正常的传输过程 。

　　ARQ Flit中传输的 ARQ请求控制消息见表 5 。

　　上述重传流程如图 6所示 ,其中每个 ACK 对应 1 个 Flit。其中 ,芯粒 A 为本地芯粒 ,芯粒 B 为远程芯粒 ,重传 Buffer即为 ARQ缓冲区 。

　　8

　　GB/T 46280.3—2025

　　图 6 重传流程示例

　　6.3.2 重传处理要求

　　支持重传的远程芯粒满足以下重传处理要求 。

　　a) 重传请求应由远程芯粒检测到数据错误而触发 ,数据错误的判断条件如下 :

　　—FlitTail的 CRC检查错误 ;或

　　— Header中的 TYPE字段错误 。

　　b) 远端芯粒检测 到 错 误 数 据 后 , 进 入 错 误 丢 弃 模 式 , 丢 弃 除 ARQ Flit外 的 所 有 Flit。 为 保 证ARQ Flit(Request)被正确接收 ,可连续发送 ARQ_TX_NUM次的 ARQ Flit(Request) ,连续的 ARQ Flit(Request)之间不传输其他 Flit。

　　c) 远端芯粒等待接收来自本地芯粒的 ARQ Flit(ACK) 响应 , 如果在 ARQ_ TIMEOUT 内收到ARQ_DET_NUM个 ARQ Flit(ACK) ,则 ARQ协商完成 ,退出错误丢弃模式 ,开始正常 Flit接收模式 ;如果 ARQ_TIMEOUT 内没有收到足够的 ARQ Flit(ACK) ,则此 ARQ失败 ,并且重新发起下一个 ARQ请求 。

　　d) 如果连续 ARQ_MAX_NUM次重传不成功 ,则认为链路异常 ,应重新进行链路训练 。

　　e) 当远程芯粒收到 ARQ Flit(Done)时 ,它提取 Flit中的指针字段 ,将其与本地读指针计数器进行比较 ,如果不相等 ,则报告错误 。

　　f) 如果在接收重传数据的过程中发生数据错误 ,应结束本次 ARQ进程 ,重新发起新的 ARQ进程 。如果在一段时间内(实现时可配置) 误码数超过阈值(可配置) ,则认为链路异常 , 重新进

　　9

　　GB/T 46280.3—2025

　　行链路训练 。

　　g) 接 收 不 需 要 重 传 的 Flit数 据 出 错 时 , 由 于 接 收 端 无 法 识 别 Flit类 型 , 此 时 也 应 启 动 ARQ进程 。

　　支持重传的本地芯粒满足以下重传处理要求 。

　　a) 本地芯粒应维护 ARQ缓冲区写指针和读指针值 ,每次发送支持重传的 Flit时写入 ARQ缓冲区 , 同时刷新写指针 。 当远端芯粒反馈 ACK 时 ,本地芯粒每次收到 ACK 字段时刷新发送端ARQ缓存区的读指针 。 当远端芯粒不反馈 ACK 时 ,本地芯粒根据 ARQ缓存区写满时刷新读指针 。

　　b) 本地芯粒维护 ARQ缓冲区剩余空间的统计信息 ,在剩余空间可用时发送业务数据 。 实现时应确保 ARQ缓存区的大小覆盖链路的处理延时 ,确保能支持最大的处理带宽 。

　　c) 本地芯粒 连 续 接 收 ARQ_ DET_ NUM 个 ARQ Flit(Request) , 提 取 Flit的 指 针 字 段 , 进 入ARQ进程 ,在发送完成当前 Flit后停止发送新的数据 。

　　d) 本地芯粒连续发送 ARQ_TX_NUM个 ARQ Flit(ACK) ,ARQ Flit(ACK)中间不能插入其他Flit。

　　e) 本地芯粒应从指针指定的位置重传 ARQ缓冲区中的所有数据 。

　　f) 如果在某个 Flit重传过程中 ,本地芯粒收到针对其他 Flit的重传请求 ARQ Flit(Request) ,则结束当前 ARQ进程 ,启动新的 ARQ进程 。

　　g) 本地芯粒发送 ARQ缓冲区中的所有数据后 ,发送 ARQ Flit(Done)以结束 ARQ进程 ,其中指针字段因为 ARQ缓冲区写指针的值 。

　　6.3.3 重传参数

　　重传处理要求中 的 重 传 参 数 定 义 见 表 8, 各 个 参 数 的 最 大 值 和 最 小 值 为 参 考 数 值 , 在 实 际 实 现中 ,本地芯粒和远程芯粒应采用一致的参数配置 。

　　表 8 重传参数表

　　参数

　　描述

　　最小值

　　最大值

　　ARQ_TX_NUM

　　连续发送的 ARQ Flit数量

　　1

　　—

　　ARQ_DET_NUM

　　判断有效接收的 ARQ Flit数量的阈值 , 以及连续接收的 ARQ Flit数量 ,ARQ Flit被视为正确接收

　　1

　　—

　　ARQ_TIMEOUT

　　从发送 ARQ请求到收到 ARQ响应的超时时间

　　—

　　500 ns

　　ARQ_MAX_NUM

　　单个 ARQ进程中最大连续协商次数

　　—

　　3

　　6.4 数据通路序号翻转

　　为了支持芯粒不同放置位置的信号互联 ,传输方向支持内部逻辑通路发射链路(TX Link) 和发射数据通路(TX Lane)的重映射 ,并在应用时根据对接布线场景在初始化开始前配置 。

　　当不重新映射时 ,TX Link 0 连接到 TX Lane0,TX Link 1 连接到 TX Lane1,如此推 ,TX Link N-1连接到 TX Lane N-1。

　　重新映射时 ,TX Link 0 连接到 TX Lane N-1 , TX Link 1 连接到 TX Lane N-2,依此类推 , TX Link N-1连接到 TX Lane0。

　　6.5 数据通路数据分发

　　每个 Flit的数据按照 N 个 bit为一组分发到每个数据通路 ,N 的位宽和每个数据通路的 IO 数量

　　10

　　GB/T 46280.3—2025

　　和 Block位宽相关 ,关于 Block 的位宽定义见 GB/T 46280. 4—2025 的 5. 2。 4 个数据通路场景下的数据分发处理见图 7,其他场景的分发处理与该场景类似 。

　　图 7 数据通路数据分发

　　以 4通路为例 , 以上是全带宽模式下的 bit分布的顺序 。支持半带宽模式时 ,使用 Lane0~ Lane3的前半部分(Lane0~ Lane1) ,支持四分之一带宽模式时 ,只使用 Lane0。

　　6.6 数据通路对齐

　　不同数据通路之间的数据 , 由于传输路径的不同和物理层处理的差异 , 到接收端的延迟不同 ,不同数据通路的数据应对齐 。不同数据通路之间的歪斜会影响芯粒之间的端到端处理延迟 ,在系统设计过程中 ,宜尽量减少不同数据通路之间的歪斜 。 当单个链路对应到多个数据通路时 ,接收端需要对同一个链路中的多个数据通路数据进行对齐 。接收端可使用每个数据通路中的有效标志来完成不同数据通路之间数据的校正处理 。定义有效标志为 1,发射端把有效标志复制 3 次变为 3 bit,使用每个数据通路的前 3 bit进行发送 , 接收端在数据通路的数据对齐训练阶段 , 对数据对齐标识进行判断并进行对 齐 训练 ,只要接收到 3 bit有效标志中的任意 2个 bit有效即判断当前标志有效 。对齐训练结束后发送端即可不需要再发送此标识 。如图 8所示 ,vld即为前文所述的有效标志 ,其值为 1。

　　图 8 多个数据通路之间的对齐

　　数据通路间的歪斜最大范围为 8 个数据链路层工作时钟周期 ,数据链路层工作时钟频率和 IO 速率以及物理层的串并比相关 。例如 ,IO 速率为 16Gbps,物理层串并比为 16,则数据链路层工作时钟为1 GHz,数据通路间的歪斜最大范围为 8 ns。

　　6.7 链路状态管理

　　链路各阶段的状态及状态转移条件见图 9。

　　11

　　12

　　GB/T

　　

　　46280.3—2025

　　

　　图 9 总状态机

　　配置 :复位后 ,完成本文件配置 ,如支持的 CRC/ECC类型 、是否支持重传 、冗余配置等(详细配置内容详细见第 9章) ,需要确保对接各方的芯粒配置一致 。具体的配置界面由用户根据实现场景设计 。

　　测试模式 :测试模式完成封装前和封装后的接口互联测试 。

　　物理层初始化 :物理层完成初始化过程定义见 GB/T 46280. 4—2025的 5. 5。

　　训练 :完成数据定界和多 通路数据对齐处理 。

　　正常模式 :工作状态正常 ,数据收发正常 。

　　低功耗模式 :业务空闲时进入低功耗工作状态节省功耗 ,业务恢复后退出低功耗状态 。低功耗的进入和退出由上层业务模块进行控制 。

　　带宽模式 :上层业务模块根据业务量确定传输带宽 。

　　重新训练 : 当链路需要重新同步位置时 ,需要重新训练 。满足以下任一条件 ,应触发重新训练 ;

　　a) 连续重传次数超过门限 ;

　　b) 物理层信号异常后恢复 ;

　　c) 退出低功耗模式 ;

　　d) 修改物理层的速率模式 。

　　6. 8 功耗管理

　　6. 8. 1 总则

　　为了降低不同业务流量场景下的功耗 ,宜选支持以下低功耗处理机制 :

　　a) 低功耗模式 : 当业务空闲时 ,支持进入低功耗模式 , 以降低空闲状态下的功耗 ;

　　b) 带宽模式 :支持全带宽 、半带宽和四分之一带宽 3 种带宽模式 ,在不同的业务流量条件下关闭未使用的物理层通路 , 以降低功耗 。带宽模式选择由上层业务模块触发 。

　　GB/T 46280.3—2025

　　6. 8.2 低功耗模式

　　芯粒互联接口支持 3 种功耗模式 ,见表 9。不同模式对应不同的功耗和切换时延 。其中 ,U0为正常模式 ,U1和 U2为低功耗模式 。所有低功耗模式功能均为可选 ,用户可根据实际应用场景选择合适的功耗模式 。

　　表 9 功耗模式

　　功耗模式

　　说明

　　协议层功能

　　物理层功能

　　U0(正常)

　　正常模式

　　TX:正常发送数据 。

　　RX:正常接收数据

　　TX:正常发送数据 。

　　RX:正常接收数据

　　U1(空闲)

　　空闲模 式 , 进 入 和 退 出时延较小 , 时延参考见表 10

　　TX:业务 短 时 间 内 空 闲 , 停 止从应用 层 接 收 数 据 , 并 对 应 用层进行反压 。

　　RX:停止接收物理层数据

　　TX:停止发 送 数 据 , 在 保 证 较 小 退 出 时 延的前提下 ,关闭内部数据通路 , 降低功耗 。 RX:停止接 收 数 据 , 在 保 证 较 小 退 出 时 延的前提下 ,关闭内部数据通路 , 降低功耗

　　U2(挂起)

　　挂起模 式 , 进 入 和 退 出时延大 , 时延参考见表 11

　　TX:业务 长 时 间 空 闲 , 停 止 从应用层 接 收 数 据 , 并 对 应 用 层进行反压 。

　　RX:停止接收物理层数据

　　TX:停止发送数据 ,关闭数据通路电源 。

　　RX:停止接收数据 ,关闭数据通路电源

　　表 10 进入/退出 U1时延参考

　　时延项

　　IO 速率Gbps

　　延时要求/μs

　　最小

　　典型

　　最大

　　进入时延

　　0. 05~ 0. 1

　　—

　　—

　　2

　　0. 1~ 2

　　—

　　—

　　1

　　2~ 16

　　—

　　—

　　0. 5

　　退出时延

　　0. 05~ 0. 1

　　—

　　—

　　5

　　0. 1~ 5

　　—

　　—

　　3

　　2~ 16

　　—

　　—

　　2

　　表 11 建议进入/退出 U2参考

　　时延项

　　IO 速率Gbps

　　延时要求/μs

　　最小

　　典型

　　最大

　　进入时延

　　0. 05~ 0. 1

　　—

　　—

　　20

　　0. 1~ 2

　　—

　　—

　　10

　　2~ 16

　　—

　　—

　　5

　　退出时延

　　0. 05~ 0. 1

　　—

　　—

　　50

　　0. 1~ 5

　　—

　　—

　　30

　　2~ 16

　　—

　　—

　　20

　　功耗模式切换如图 10所示 。

　　13

　　GB/T 46280.3—2025

　　图 10 功耗模式切换

　　6. 8.3 带宽模式

　　芯粒互联接口支持 3种带宽模式 :全带宽模式 、半带宽模式和四分之一带宽模式 。

　　a) 全带宽模式 :支持 N 个物理层通路 。

　　b) 半带宽模式 :支持 N/2物理层通路 。

　　c) 四分之一带宽模式 :支持 N/4物理层通路 。

　　当工作在半带宽模式或四分之一带宽模式时 ,未使用的物理层通路可以工作在 U2低功耗模式 ,从而降低总功耗 。可通过 CPIF接口与物理层交互 ,完成物理层通路的 U2低功耗模式的进入和退出 。

　　7 CPIF

　　见 GB/T 46280. 4—2025的第 8章 。

　　8 PAIF

　　8. 1 发送数据接口

　　协议适配接 口 PAIF为数据链路层和协议层之间的接 口 。包括发送数据接口 、接收数据接口和控制接 口 。

　　发送数据接口的定义见表 12。

　　14

　　GB/T 46280.3—2025

　　表 12 发送数据接口

　　信号名称

　　属性

　　说明

　　TXdata

　　方向 :PL->LINK

　　信号宽度 :N × P_Len

　　同步到 :clk

　　发送数据信号 。

　　P_Len为协议层 Packet数据位宽 ,N 为单次 发 送 的 Packet个数 。

　　信号宽度和数据链路层的带宽相关

　　TXvalid

　　方向 :PL->LINK

　　信号宽度 :1

　　同步到 :clk

　　数据有效信号

　　0:数据无效(空闲)

　　1:数据有效

　　TXready

　　方向 :LINK->PL

　　信号宽度 :1

　　同步到 :clk

　　反压信号

　　0:链路层反压无效 ,数据可以正常发送

　　1:链路层反压有效 ,数据发送暂停

　　8.2 接收数据接口

　　接收数据接口定义见表 13。

　　表 13 接收数据接口

　　信号名称

　　属性

　　说明

　　rxdata

　　方向 :LINK->PL

　　信号宽度 :P

　　同步到 :clk

　　接收数据信号

　　信号宽度和数据链路层的带宽相关

　　rxvalid

　　方向 :LINK->PL

　　信号宽度 :1

　　同步到 :clk

　　数据有效信号

　　0:数据无效(空闲)

　　1:数据有效

　　rxready

　　方向 :PL->LINK

　　信号宽度 :1

　　同步到 :clk

　　协议层反压信号

　　0:协议层无反压 ,数据可以正常接收

　　1:协议层反压 ,数据接收暂停

　　8.3 控制接口

　　控制接口定义见表 14。

　　表 14 控制接口

　　信号名称

　　属性

　　说明

　　clock

　　方向 :PL->LINK

　　信号宽度 :1

　　时钟信号

　　rstn

　　方向 :PL->LINK

　　信号宽度 :1

　　复位信号

　　15

　　GB/T 46280.3—2025

　　表 14 控制接口 (续)

　　信号名称

　　属性

　　说明

　　lp_sw_cmd

　　方向 :PL->LINK

　　信号宽度 :4

　　同步到 :clk

　　低功耗控制命令

　　lp_sw_req

　　方向 :PL->LINK

　　信号宽度 :1

　　同步到 :clk

　　低功耗控制命令请求

　　0:请求无效

　　1:请求有效

　　lp_sw_ack

　　方向 :LINK->PL

　　信号宽度 :1

　　同步到 :clk

　　低功耗控制命令应答

　　0:应答无效

　　1:应答有效

　　lp_sw_sts

　　方向 :LINK->PL

　　信号宽度 :4

　　同步到 :clk

　　低功耗命令状态 ,在 lp_sw_ack有效时有效

　　9 配置接口

　　与上层模块之间的配置接口可采用 APB、SPI等方式实现 ,主要配置项的详细定义见表 15。

　　表 15 配置寄存器

　　偏移地址

　　寄存器名称

　　域名称

　　bit位置

　　默认值

　　功能说明

　　0x00

　　PHY_MODE

　　tran_mode

　　0 ∶ 1

　　0x0

　　物理层 PHY数据编解码方式0:NRZ

　　其他 :保留

　　s2p_mode

　　2 ∶ 7

　　0x0

　　物理层 IO 串并比模式

　　0x0 ∶ 串并比 1 ∶ 4

　　0x1 ∶ 串并比 1 ∶ 6

　　0x4 ∶ 串并比 1 ∶ 9

　　0x5 ∶ 串并比 1 ∶ 10

　　0xa ∶ 串并比 1 ∶ 15

　　其余 :保留

　　scramb_en

　　8

　　0x0

　　物理层数据加解扰使能

　　0:不使能

　　1:使能

　　repair_en

　　9

　　0x0

　　物理层 IO repair使能

　　0:不使能

　　1:使能

　　reserved

　　10 ∶ 31

　　0x0

　　保留

　　0x04

　　PHY_RSV0

　　reserved

　　0 ∶ 31

　　0x0

　　保留

　　0x08

　　PHY_RSV1

　　reserved

　　0 ∶ 31

　　0x0

　　保留

　　16

　　GB/T 46280.3—2025

　　表 15 配置寄存器 (续)

　　偏移地址

　　寄存器名称

　　域名称

　　bit位置

　　默认值

　　功能说明

　　0x10

　　LINK_MODE

　　chk_mode

　　0 ∶ 1

　　0x0

　　数据链路层检错纠错模式

　　0:CRC

　　1:ECC

　　其他 :保留

　　rty_mode

　　2 ∶ 3

　　0x0

　　数据链路层重传模式

　　0:不使能重传

　　1:使能重传

　　其他 :保留

　　reserved

　　4 ∶ 31

　　0x0

　　保留

　　0x14

　　LINK_APP

　　ptl_mode

　　0 ∶ 7

　　0x0

　　数据链路层所承载协议类型0x0 ∶ 透传模式

　　0x1 ∶ AXI模式

　　0x2 ∶ CHI模式

　　其他 :保留

　　usr_width

　　8 ∶ 11

　　在对接 AXI总线 时 ,用 户 自 定 义 数 据 域

　　位宽

　　0 ∶ 4 bit

　　1 ∶ 8 bit

　　2 ∶ 12 bit 3 ∶ 16bit其他 :保留

　　reserved

　　12 ∶ 31

　　0x0

　　保留

　　0x18

　　LINK_RSV0

　　reserved

　　0 ∶ 31

　　0x0

　　保留

　　0x1C

　　LINK_RSV1

　　reserved

　　0 ∶ 31

　　0x0

　　保留

　　17

　　GB/T 46280.3—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 46280. 4—2025 芯粒互联接口规范 第 4部分 :基于 2D封装的物理层技术要求

　　18