CoreSight Channel Interface（通道接口）詳解

---

1. 概述

Channel Interface 是 ARM CoreSight 架構中用于在不同組件之間傳遞觸發事件的專用接口。它是 Event Interface 的增強版本，支持多通道、雙向通信，以及同步與異步兩種時鐘域連接方式。
常見用途：

• 多核 CPU 同步調試停止（Halt）
• 多個 Trace 單元同步開始/停止捕獲
• Profiling 事件同步廣播
• 跨組件硬件觸發協調

Channel Interface 特別適合低頻、單次觸發或允許少量事件合并的應用，但不適合高速計數場景。

---

2. 信號結構詳解

2.1 通道數量

• 通道數量可配置（由 SoC 設計定義）。
• ARM 推薦至少 4 個通道，以支持多種事件類型并行傳輸。
• 當兩個組件的通道數不同時，連接規則：
  • 通道數少的一方連接到多的一方的前 N 個通道
  • 額外通道留空，不參與連接

---

2.2 信號列表與說明

異步 Channel Interface（Asynchronous）

適用于不同時鐘域之間的通信，采用 4 階段握手機制 進行安全事件傳輸。

信號名稱	方向（相對于本組件）	復位后值	說明
CHOUT[n-1:0]	輸出	0	事件請求信號。源組件將其置高表示有事件產生。
CHOUTACK[n-1:0]	輸入	—	事件確認信號。目標組件處理完事件后拉高，通知源組件可以結束本次事件。
CHIN[n-1:0]	輸入	—	接收到的事件請求信號，由另一組件的 CHOUT 驅動。
CHINACK[n-1:0]	輸出	1	事件確認反饋信號，通知對方事件已被接收并處理。

異步 Channel Interface 連接形式

---

同步 Channel Interface（Synchronous）

適用于同一時鐘域內的通信，事件直接依賴公共時鐘 CHCLK 同步，無需握手。

信號名稱	方向（相對于本組件）	復位后值	說明
CHCLK	輸入	—	通道接口時鐘輸入，保證兩端同步采樣。
CHOUT[n-1:0]	輸出	0	事件輸出信號，直接在時鐘邊沿采樣傳輸。
CHIN[n-1:0]	輸入	—	事件輸入信號，來自另一組件的 CHOUT。

異步 Channel Interface 連接形式

---

3. 異步握手機制（四階段握手）

在異步模式下，信號跨時鐘域傳輸，需要通過四階段握手確保事件不丟失。

過程描述

1. 發起事件
   源組件將 CHOUT 從 0 置為 1，表示有事件產生。
2. 事件到達目標
   目標組件檢測到 CHIN 上升沿或高電平，執行事件處理邏輯。
3. 目標確認
   目標組件事件處理完成后，將 CHINACK 置為 1，表示事件已處理。
4. 釋放握手
   源組件檢測到 CHOUTACK 為 1 后，將 CHOUT 清零。目標組件隨后清零 CHINACK，完成一次握手。

---

4. 同步模式工作流程

• 所有事件信號在 CHCLK 上沿采樣
• 無需握手，事件傳遞延遲僅為 1 個時鐘周期
• 要求兩端組件完全在同一時鐘域

---

5. 與 CTI/CTM 的應用結合

CTI（Cross Trigger Interface）

• 提供多個觸發輸入（TRIGIN）和輸出（TRIGOUT）
• 可以將 Channel Interface 的事件直接連接到 CTI 輸入
• 用于觸發：
  • CPU 調試事件（halt、step）
  • Trace 啟動/停止
  • 向其他 CTI 廣播事件

CTM（Cross Trigger Matrix）

• 連接多個 CTI，形成事件傳播網絡
• 支持一對多、多對多事件廣播
• Channel Interface 在其中承擔物理傳輸通道的角色

---

6. 系統應用示例

多核調試停止

1. CPU0 斷點 → ETM 輸出事件
2. 事件通過 Channel Interface 進入 CTI0
3. CTI0 通過 CTM 向 CTI1、CTI2 廣播事件
4. CTI1、CTI2 發出 halt 信號 → CPU1、CPU2 同步停止

Trace 停止同步

1. ETB 緩沖區滿 → CTI 輸出事件
2. CTM 將事件分發給 ETR、TPIU
3. 所有 Trace Sink 同步停止捕獲

---

7. 設計注意事項

• 異步接口必須用握手防止丟事件
• 跨時鐘域必須加同步器，防止亞穩態
• 高速頻繁事件建議使用專用事件總線
• 通道數設計需預留裕量，ARM 建議 ≥ 4

---