本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能的方法。

背景技術(shù)：

IEEE 802.3bj標(biāo)準(zhǔn)定義了支持背板和銅纜數(shù)據(jù)傳輸速率100Gbps的物理層規(guī)范，其中100GBASE-KR4下的物理編碼子層(Physical Coding Sublayer，PCS)單通道通信速率為25Gbps，該標(biāo)準(zhǔn)僅支持4條lane同時在線工作。

Serdes是英文SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的簡稱。它是一種主流的時分多路復(fù)用(TDM)、點對點(P2P)的串行通信技術(shù)。在發(fā)送端多路低速并行信號被轉(zhuǎn)換成高速串行信號，經(jīng)過傳輸媒體(光纜或銅線)，最后在接收端高速串行信號重新轉(zhuǎn)換成低速并行信號。這種點對點的串行通信技術(shù)充分利用傳輸媒體的信道容量，減少所需的傳輸信道和器件引腳數(shù)目，從而大大降低通信成本。

Serdes技術(shù)支持2.5G/3.125G/5G/10G/25G等不同速率，同時支持AN，即自協(xié)商模式。如圖1所示，若與同樣支持AN的設(shè)備互連，兩個設(shè)備會通過AN模塊向?qū)Ψ桨l(fā)送特定數(shù)據(jù)流，同時接收對方發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，根據(jù)鏈路容錯能力以及誤碼率閾值，協(xié)商出有效數(shù)據(jù)通路以及鏈路支持的最高速率。若自協(xié)商成功，則準(zhǔn)備發(fā)送有效數(shù)據(jù)，反之則開始新的一輪自協(xié)商。

在Serdes的對端數(shù)據(jù)傳輸過程中，我們無法確保在每次連接時，每一條鏈路中的數(shù)據(jù)收發(fā)正常；同時Serdes在低于100G速率模式的環(huán)境中使用，我們需要根據(jù)實際情況協(xié)商出有效的通信鏈路模式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能的方法，能夠自動協(xié)商支持雙工的數(shù)據(jù)通路，選出X1、X2、X4等不同的滿足速率要求的鏈路模式，自動關(guān)閉無法鎖定的數(shù)據(jù)通路；所用協(xié)商碼流TS1，TS2均為自定義編碼；利用不同碼流的切換拉齊鏈路兩端的數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)，實現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)同步匹配，最終完成鏈路的自協(xié)商過程。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能 的方法，包括以下步驟：步驟S1、初始化第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端和數(shù)據(jù)發(fā)送端，將第一設(shè)備和第二設(shè)備的接收端的數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)失效標(biāo)記和定時器清零；步驟S2、在第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端的4條通路中分別發(fā)送TS1序列，以使的第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端檢查TS1序列的數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)；步驟S3、待接收到的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端開始檢查TS1序列，若在預(yù)設(shè)的TS1序列鎖定時間內(nèi)數(shù)據(jù)鎖定成功，轉(zhuǎn)入步驟S4；否則，自協(xié)商失敗，轉(zhuǎn)入步驟S2；步驟S4、第一設(shè)備和第二設(shè)備開始向?qū)Χ税l(fā)送TS2序列，同時接收并檢測對端發(fā)送來的TS2序列；若第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端檢測到對端發(fā)送來的TS2序列在預(yù)設(shè)的TS2序列鎖定時間內(nèi)數(shù)據(jù)鎖定成功，則第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)被拉齊，兩個設(shè)備間數(shù)據(jù)發(fā)送與接收進(jìn)入同步狀態(tài)，轉(zhuǎn)入步驟S5；否則自協(xié)商失敗，轉(zhuǎn)入步驟S2；步驟S5、在同步狀態(tài)下，根據(jù)TS2序列在各個通道的誤碼率和數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)情況，將第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端無法鎖定的鏈路所對應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送端關(guān)閉，自動協(xié)商得到鏈路模式；若所有通道損壞，則自協(xié)商失敗，轉(zhuǎn)入步驟S2；步驟S6、停止發(fā)送TS2序列，開始發(fā)送空閑數(shù)據(jù)序列；若在預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定時間內(nèi)，錯誤數(shù)據(jù)計數(shù)未超過閾值，則表明自協(xié)商成功；否則自協(xié)商失敗，轉(zhuǎn)入步驟S2。

于本發(fā)明一實施例中，所述第一設(shè)備和第二設(shè)備間的4通道為4條相同的數(shù)據(jù)鏈路模式。

于本發(fā)明一實施例中，所述TS1序列和TS2序列采用不同多項式的PRBS序列。

于本發(fā)明一實施例中，所述空閑數(shù)據(jù)序列采用全0的數(shù)據(jù)。

于本發(fā)明一實施例中，所述步驟S4中，所述第一設(shè)備和第二設(shè)備向?qū)Χ税l(fā)送TS2序列的起始時間不要求相同。

于本發(fā)明一實施例中，所述步驟S5中，自動協(xié)商得到的鏈路模式包括X1、X2、X4。

于本發(fā)明一實施例中，所述步驟S6中，自協(xié)商成功之后，第一設(shè)備和第二設(shè)備的上游鏈路開始發(fā)送有效數(shù)據(jù)，鏈路會持續(xù)監(jiān)測有效數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)，若數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)有變化但沒有全部失鎖，則重新統(tǒng)計鏈路誤碼率，選出支持雙工的有效數(shù)據(jù)通路。

于本發(fā)明一實施例中，所述第一設(shè)備與第二設(shè)備間鏈路的容錯能力以及誤碼率閾值可配。

于本發(fā)明一實施例中，還包括：自協(xié)商成功之后，若對鏈路進(jìn)行升頻或降頻，則待數(shù)據(jù)穩(wěn)定時間過后轉(zhuǎn)步驟S2，開始新的一輪自協(xié)商。

如上所述，本發(fā)明的在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能的方法，具有以下有益效果：

(1)只需滿足Serdes協(xié)議速率規(guī)范，協(xié)商過程中根據(jù)各個通道的誤碼率和數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)，關(guān)閉接收端無法鎖定的鏈路所對應(yīng)的發(fā)送端，只保留支持全雙工的通道；

(2)TS1，TS2均為自定義編碼，對端協(xié)商過程不受特定數(shù)據(jù)格式影響，數(shù)據(jù)總線具備 較強的復(fù)用性；

(3)鏈路容錯能力以及誤碼率閾值可配，提高了系統(tǒng)的靈活性；

(4)設(shè)備連接方式靈活，有效提高了鏈路復(fù)用的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2顯示為本發(fā)明的在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能的方法的流程圖；

圖3顯示為采用本發(fā)明的在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能的方法實現(xiàn)設(shè)備1和設(shè)備2間的協(xié)商的過程示意圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

本發(fā)明的在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能的方法支持全雙工模式，通過兩個設(shè)備間的鏈路協(xié)商，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)同步。本發(fā)明的自協(xié)商過程是基于支持IEEE 802.3協(xié)議的PCS數(shù)據(jù)鎖定功能所實現(xiàn)，協(xié)商過程為自定義模式；設(shè)備1和設(shè)備2間可協(xié)商通道為4通道模式，4通道對應(yīng)4條相同的數(shù)據(jù)鏈路模式，每條通路的發(fā)送端同步發(fā)送同一種序列；方法中所用協(xié)商碼流TS1，TS2為自定義編碼，協(xié)商過程不受特定數(shù)據(jù)格式影響。

本發(fā)明中的數(shù)據(jù)鎖定，是指鏈路中允許存在一定誤碼率并且能夠成功完成符號界定的狀態(tài)指示，數(shù)據(jù)的同步鎖定信號在鏈路自協(xié)商過程中始終作為判斷數(shù)據(jù)流穩(wěn)定的標(biāo)志。數(shù)據(jù)穩(wěn)定是指特定時間內(nèi)數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)持續(xù)穩(wěn)定。

數(shù)據(jù)鎖定成功是指檢測到連續(xù)的時鐘周期內(nèi)(比如10000個時鐘周期)鎖定狀態(tài)未發(fā)生變化，或鎖定狀態(tài)有變化但未超閾值，直到數(shù)據(jù)鎖定時間結(jié)束時(比如10ms)狀態(tài)發(fā)生正常跳轉(zhuǎn)。這兩種情況的檢測持續(xù)時間均為數(shù)據(jù)鎖定時間，協(xié)商碼流TS1與TS2的數(shù)據(jù)鎖定時間不同，同時具體鏈路容錯能力以及誤碼率閾值可配。

本發(fā)明的在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能的方法中用到以下3種序列：TS1、TS2 和空閑數(shù)據(jù)序列。TS1，TS2序列可以是不同多項式的PRBS序列，也可以是不會產(chǎn)生誤鎖定的自定義序列，其特點為能夠避免誤鎖定，并支持碼流的正確性檢測?？臻e數(shù)據(jù)序列可為全0的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能的方法的基本內(nèi)容包括：

(1)采用輪詢的方式發(fā)送自定義編碼序列TS2，通過對端數(shù)據(jù)的收發(fā)過程，自動協(xié)商出可支持雙工的數(shù)據(jù)通路。

(2)關(guān)閉接收端無法鎖定的鏈路所對應(yīng)的發(fā)送端，即關(guān)閉無法鎖定的數(shù)據(jù)通路，最終選出X1、X2、X4等不同的鏈路模式。

參照圖2，本發(fā)明的在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能的方法包括以下步驟：

步驟S1、初始化第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端和數(shù)據(jù)發(fā)送端，將第一設(shè)備和第二設(shè)備的接收端的數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)失效標(biāo)記和定時器清零。

步驟S2、在第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端的4條通路中分別發(fā)送TS1序列，以使的第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端檢查TS1序列的數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)。

步驟S3、待接收到的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端開始檢查TS1序列，若在預(yù)設(shè)的TS1序列鎖定時間內(nèi)數(shù)據(jù)鎖定成功，轉(zhuǎn)入步驟S4；否則，自協(xié)商失敗，轉(zhuǎn)入步驟S2。

步驟S4、第一設(shè)備和第二設(shè)備開始向?qū)Χ税l(fā)送TS2序列，同時接收并檢測對端發(fā)送來的TS2序列；若第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端檢測到對端發(fā)送來的TS2序列在預(yù)設(shè)的TS2序列鎖定時間內(nèi)數(shù)據(jù)鎖定成功，則第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)被拉齊，兩個設(shè)備間數(shù)據(jù)發(fā)送與接收進(jìn)入同步狀態(tài)，轉(zhuǎn)入步驟S5；否則自協(xié)商失敗，轉(zhuǎn)入步驟S2。

例如，設(shè)備1與設(shè)備2協(xié)商數(shù)據(jù)通路時，設(shè)備1的數(shù)據(jù)發(fā)送端向?qū)Χ碎_始發(fā)送TS2序列，同時設(shè)備1的數(shù)據(jù)接收端準(zhǔn)備檢測對端發(fā)送過來的TS2序列。若設(shè)備2此時還未發(fā)送TS2序列，則設(shè)備1在該狀態(tài)等待并持續(xù)發(fā)送TS2序列；等設(shè)備2進(jìn)入該狀態(tài)，直至設(shè)備2開始向設(shè)備1發(fā)送TS2序列并同步檢測接收到的TS2序列。此時設(shè)備1也接收到對端發(fā)過來的TS2序列并開始檢測。若在TS2序列鎖定時間內(nèi)，數(shù)據(jù)鎖定成功，則兩個不同設(shè)備端數(shù)據(jù)發(fā)送與接收進(jìn)入同步狀態(tài)；否則自協(xié)商失敗，開始新一輪協(xié)商。

步驟S5、在同步狀態(tài)下，根據(jù)TS2序列在各個通道的誤碼率和數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)情況，將第一設(shè)備和第二設(shè)備的數(shù)據(jù)接收端無法鎖定的鏈路所對應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送端關(guān)閉，自動協(xié)商得到鏈路模式；若所有通道損壞，則自協(xié)商失敗，轉(zhuǎn)入步驟S2。

步驟S6、停止發(fā)送TS2序列，開始發(fā)送空閑數(shù)據(jù)序列；若在預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定時間內(nèi)，錯 誤數(shù)據(jù)計數(shù)未超過閾值，則表明自協(xié)商成功；否則自協(xié)商失敗，轉(zhuǎn)入步驟S2。

自動協(xié)商完成后，得到X1、X2、X4等不同的鏈路模式，選出的鏈路模式支持雙工的數(shù)據(jù)傳輸方式。

自協(xié)商成功之后，兩端上游鏈路開始發(fā)送有效數(shù)據(jù)。鏈路會持續(xù)監(jiān)測有效數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)，若數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)有變化但沒有全部失鎖，則重新統(tǒng)計鏈路誤碼率，選出支持雙工的有效數(shù)據(jù)通路。

優(yōu)選地，還包括：自協(xié)商成功之后，若對鏈路進(jìn)行升頻或降頻，則待數(shù)據(jù)穩(wěn)定時間過后轉(zhuǎn)步驟S2，開始新的一輪自協(xié)商。

實際應(yīng)用中，設(shè)備1和設(shè)備2之間需要進(jìn)行互連通信。由于兩個設(shè)備數(shù)據(jù)初始化過程不同步或硬件設(shè)計原因，會造成對端數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)不一致。若狀態(tài)不同步，則數(shù)據(jù)通道無法選出有效的數(shù)據(jù)通路。所以，需要對兩個設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送端和數(shù)據(jù)接收端進(jìn)行數(shù)據(jù)同步處理。如圖3所示，縱軸為時間軸，左右兩側(cè)分別對應(yīng)設(shè)備1和設(shè)備2的協(xié)商過程，圖中設(shè)備1先于設(shè)備2初始化，在發(fā)送TS2序列的過程中進(jìn)行狀態(tài)拉齊，使得兩端保持收發(fā)一致，最終實現(xiàn)鏈路自協(xié)商過程。

綜上所述，本發(fā)明的在高速Serdes中實現(xiàn)對端自協(xié)商功能的方法只需滿足Serdes協(xié)議速率規(guī)范，協(xié)商過程中根據(jù)各個通道的誤碼率和數(shù)據(jù)鎖定狀態(tài)，關(guān)閉接收端無法鎖定的鏈路所對應(yīng)的發(fā)送端，只保留支持全雙工的通道，有效降低了Serdes整體的系統(tǒng)功耗；方法中所用協(xié)商碼流TS1，TS2為自定義編碼，協(xié)商過程不受特定數(shù)據(jù)格式影響，數(shù)據(jù)總線具備較強的復(fù)用性；鏈路容錯能力以及誤碼率閾值可配，提高了系統(tǒng)的靈活性；設(shè)備連接方式靈活，有效提高了鏈路復(fù)用的穩(wěn)定性。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。