CoreSight Channel Interface（通道接口）详解

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1. 概述

Channel Interface 是 ARM CoreSight 架构中用于在不同组件之间传递触发事件的专用接口。它是 Event Interface 的增强版本，支持多通道、双向通信，以及同步与异步两种时钟域连接方式。
常见用途：

• 多核 CPU 同步调试停止（Halt）
• 多个 Trace 单元同步开始/停止捕获
• Profiling 事件同步广播
• 跨组件硬件触发协调

Channel Interface 特别适合低频、单次触发或允许少量事件合并的应用，但不适合高速计数场景。

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2. 信号结构详解

2.1 通道数量

• 通道数量可配置（由 SoC 设计定义）。
• ARM 推荐至少 4 个通道，以支持多种事件类型并行传输。
• 当两个组件的通道数不同时，连接规则：
  • 通道数少的一方连接到多的一方的前 N 个通道
  • 额外通道留空，不参与连接

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2.2 信号列表与说明

异步 Channel Interface（Asynchronous）

适用于不同时钟域之间的通信，采用 4 阶段握手机制 进行安全事件传输。

信号名称	方向（相对于本组件）	复位后值	说明
CHOUT[n-1:0]	输出	0	事件请求信号。源组件将其置高表示有事件产生。
CHOUTACK[n-1:0]	输入	—	事件确认信号。目标组件处理完事件后拉高，通知源组件可以结束本次事件。
CHIN[n-1:0]	输入	—	接收到的事件请求信号，由另一组件的 CHOUT 驱动。
CHINACK[n-1:0]	输出	1	事件确认反馈信号，通知对方事件已被接收并处理。

异步 Channel Interface 连接形式

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同步 Channel Interface（Synchronous）

适用于同一时钟域内的通信，事件直接依赖公共时钟 CHCLK 同步，无需握手。

信号名称	方向（相对于本组件）	复位后值	说明
CHCLK	输入	—	通道接口时钟输入，保证两端同步采样。
CHOUT[n-1:0]	输出	0	事件输出信号，直接在时钟边沿采样传输。
CHIN[n-1:0]	输入	—	事件输入信号，来自另一组件的 CHOUT。

异步 Channel Interface 连接形式

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3. 异步握手机制（四阶段握手）

在异步模式下，信号跨时钟域传输，需要通过四阶段握手确保事件不丢失。

过程描述

1. 发起事件
   源组件将 CHOUT 从 0 置为 1，表示有事件产生。
2. 事件到达目标
   目标组件检测到 CHIN 上升沿或高电平，执行事件处理逻辑。
3. 目标确认
   目标组件事件处理完成后，将 CHINACK 置为 1，表示事件已处理。
4. 释放握手
   源组件检测到 CHOUTACK 为 1 后，将 CHOUT 清零。目标组件随后清零 CHINACK，完成一次握手。

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4. 同步模式工作流程

• 所有事件信号在 CHCLK 上沿采样
• 无需握手，事件传递延迟仅为 1 个时钟周期
• 要求两端组件完全在同一时钟域

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5. 与 CTI/CTM 的应用结合

CTI（Cross Trigger Interface）

• 提供多个触发输入（TRIGIN）和输出（TRIGOUT）
• 可以将 Channel Interface 的事件直接连接到 CTI 输入
• 用于触发：
  • CPU 调试事件（halt、step）
  • Trace 启动/停止
  • 向其他 CTI 广播事件

CTM（Cross Trigger Matrix）

• 连接多个 CTI，形成事件传播网络
• 支持一对多、多对多事件广播
• Channel Interface 在其中承担物理传输通道的角色

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6. 系统应用示例

多核调试停止

1. CPU0 断点 → ETM 输出事件
2. 事件通过 Channel Interface 进入 CTI0
3. CTI0 通过 CTM 向 CTI1、CTI2 广播事件
4. CTI1、CTI2 发出 halt 信号 → CPU1、CPU2 同步停止

Trace 停止同步

1. ETB 缓冲区满 → CTI 输出事件
2. CTM 将事件分发给 ETR、TPIU
3. 所有 Trace Sink 同步停止捕获

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7. 设计注意事项

• 异步接口必须用握手防止丢事件
• 跨时钟域必须加同步器，防止亚稳态
• 高速频繁事件建议使用专用事件总线
• 通道数设计需预留裕量，ARM 建议 ≥ 4

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