專利名稱：Aal2和aal5數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分段與重組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及異步傳輸模式(ATM)數(shù)據(jù)的傳輸。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于實(shí)時(shí)分段與重組異步傳輸模式數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
異步傳輸模式(ATM)是一種已經(jīng)普及并將繼續(xù)用作高速光纖光通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)選通信協(xié)議的通信協(xié)議。ATM是基于分組的通信協(xié)議，即通過發(fā)送與接收稱作“信元”的分組來通信。每一個(gè)ATM信元包括一個(gè)信頭部分和一個(gè)負(fù)載部分。信頭部分包括五字節(jié)(也稱作“八位組(octet)”)的信息，而負(fù)載部分包括48個(gè)八位組。信頭部分包括定義ATM信元及負(fù)載類型的信息。在某些情形中，合并多個(gè)信元的負(fù)載部分(典型地通過拼接)以形成較大的分組。ATM適配層5(AAL5)就是這樣的例子，其中數(shù)個(gè)具有相似信頭信息的信元將它們的負(fù)載拼接形成較大的分組。通常，ATM是面向連接的協(xié)議，其采用了“虛信道連接”(VCC)，通過虛信道連接在稱作“用戶前端設(shè)備”(CPE)的網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)之間傳輸通信數(shù)據(jù)。
通常，在ATM中執(zhí)行分段與重組(SAR)功能，以在源端將通信數(shù)據(jù)分段成多個(gè)ATM信元，而在終端將多個(gè)ATM信元重組成通信數(shù)據(jù)。
不幸的是，ATM數(shù)據(jù)的分段與重組需要大量的資源并且難于實(shí)時(shí)執(zhí)行。當(dāng)試圖在ATM網(wǎng)絡(luò)中測試、故障排除和收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，這種情況尤其棘手。
因此，最好有在信元分段與重組期間加快ATM數(shù)據(jù)處理的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例包括用于實(shí)時(shí)重組異步傳輸模式(ATM)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括循環(huán)緩沖區(qū)和多個(gè)并行處理元件，所述循環(huán)緩沖區(qū)用于存儲包括被分割為信元的信息的ATM數(shù)據(jù)，所述并行處理元件被配置來分析ATM信元并且確定信元的類別，其中實(shí)時(shí)重組ATM適配層(AAL)2和AAL5信元。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過查閱附圖及詳細(xì)描述，將會明白本發(fā)明的其它系統(tǒng)、方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和特性。所有這類其它的系統(tǒng)、方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和特性都包括在說明書以及本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且受到權(quán)利要求的保護(hù)。


參考附圖，可以更好地理解如權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明。附圖中的組件相互之間的比例關(guān)系不是必需的，只是為了清楚地說明本發(fā)明的原理。
圖1是說明示例性的異步傳輸模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)的方框圖，其中存在包括用于實(shí)時(shí)重組ATM數(shù)據(jù)的系統(tǒng)在內(nèi)的分析設(shè)備。
圖2A是說明示例性的ATM信元的方框圖。
圖2B是說明示例性的ATM微信元的方框圖。
圖3是說明由圖1的分析設(shè)備執(zhí)行的分段與重組(SAR)邏輯的方框圖。
圖4是說明包含在圖3的FPGA中的分段與重組邏輯的操作的方框圖。
圖5是說明圖4的緩沖區(qū)管理器的操作的方框圖。
圖6A和6B是共同說明分段與重組邏輯的一個(gè)實(shí)施例的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于實(shí)時(shí)重組異步傳輸模式(ATM)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)可以在軟件(例如固件)、硬件或者它們的組合中實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，主要用軟件與硬件的組合來實(shí)現(xiàn)用于實(shí)時(shí)重組ATM數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其中在現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中執(zhí)行可執(zhí)行代碼。但是，不考慮實(shí)施方式，可以由諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC；IBM兼容機(jī)、蘋果兼容機(jī)或其它)、工作站、小型機(jī)或大型機(jī)等專用或者通用計(jì)算機(jī)來執(zhí)行用于實(shí)時(shí)重組ATM數(shù)據(jù)的軟件部分。此外，可以在例如但并不限于專用處理器等其它處理器件或者計(jì)算器件中實(shí)現(xiàn)用于實(shí)時(shí)重組異步傳輸模式(ATM)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。
圖1是說明示例性的異步傳輸模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)100的方框圖，其中有包括用于實(shí)時(shí)重組ATM數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的分析設(shè)備150。網(wǎng)絡(luò)100包括經(jīng)由連接116耦合到ATM交換機(jī)118的ATM交換機(jī)114。ATM交換機(jī)114和118操作來按照ATM通信標(biāo)準(zhǔn)通過連接116來路由ATM流量。連接116稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口(NNI)。如本領(lǐng)域所知，NNI116耦合兩個(gè)或者更多ATM交換機(jī)以形成ATM通信網(wǎng)絡(luò)。用戶前端設(shè)備(CPE)102經(jīng)由連接104被耦合到ATM交換機(jī)114。連接104稱為用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)，并且可以包括多種不同的通信信道。例如，UNI可以是用戶位置與ATM交換機(jī)在其上通信的任何通信信道，可以是例如數(shù)字用戶線(DSL)、用于有線調(diào)制解調(diào)器的同軸連接、T1通信信道、光學(xué)或者無線連接等。用戶前端設(shè)備110包括經(jīng)由連接112耦合到ATM交換機(jī)114的用戶前端設(shè)備106和108。連接112也是用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)。此外，用戶前端設(shè)備106和108經(jīng)由局域網(wǎng)(LAN)115耦合。
類似地，用戶前端設(shè)備124經(jīng)由UNI連接122被連接到ATM交換機(jī)118，并且用戶前端設(shè)備128經(jīng)由UNI連接126被連接到ATM交換機(jī)118。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，分析設(shè)備150經(jīng)由可以是光纖的連接132被耦合到任何UNI連接或者NNI連接116，該分析設(shè)備150包括用于實(shí)時(shí)重組ATM數(shù)據(jù)、也被稱作“分段與重組邏輯”的系統(tǒng)(將在后面描述)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的，可以經(jīng)由諸如遵循準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)或同步數(shù)字系列(SDH)標(biāo)準(zhǔn)的不同物理介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)各種用戶網(wǎng)絡(luò)接口連接和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口連接。存在數(shù)種不同的定義ATM通信網(wǎng)絡(luò)的物理層接口實(shí)現(xiàn)方式的標(biāo)準(zhǔn)。多種介質(zhì)、物理層、協(xié)議和服務(wù)可以共存于相同的基礎(chǔ)設(shè)施中，以傳輸ATM信元，并且全都包括在本說明中。這意味著面向連接和非連接的數(shù)據(jù)類型并行共存。ATM被設(shè)計(jì)來支持所有這些數(shù)據(jù)類型。
ATM網(wǎng)絡(luò)也利用“虛電路”來傳輸信息。使用“虛信道連接”(VCC)來定義虛電路(VC)。在ATM網(wǎng)絡(luò)中任何源和目的地之間建立VCC，而不考慮數(shù)據(jù)被路由過網(wǎng)絡(luò)的方式。例如，用戶前端設(shè)備124、128、102、106、108被認(rèn)為是“端點(diǎn)”，它們中任何一個(gè)都可以是ATM流量形式的數(shù)據(jù)的源和目的地。ATM基本上是面向連接的技術(shù)。通過發(fā)信號來建立連接，即將建立請求從源端點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥康牡囟它c(diǎn)。如果目的地端點(diǎn)同意建立連接，那么在兩個(gè)端點(diǎn)之間建立連接。在與源端點(diǎn)和目的地端點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)UNI的虛信道標(biāo)識符(VCI)/虛通道標(biāo)識符(VPI)之間建立映射，并且在諸如ATM交換機(jī)114和118的任何中間交換設(shè)備的適當(dāng)輸入鏈路和對應(yīng)的輸出鏈路之間建立映射。VCC是正在通信的兩個(gè)ATM端點(diǎn)之間的連接。它可以包括幾個(gè)使用ATM反向復(fù)用(IMA)的ATM VC鏈路的級聯(lián)。ATM網(wǎng)絡(luò)中的所有通信都沿相同的VCC傳輸，其保持信元順序并且提供了確定的服務(wù)質(zhì)量。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體到實(shí)體的鏈路都分配了ATM信元信頭(將在下面描述)中的虛信道標(biāo)識符(VCI)，即在同一VCC中，VCI可以在穿越網(wǎng)絡(luò)時(shí)發(fā)生變化。
虛通道(VP)將在兩個(gè)ATM實(shí)體之間建立的多個(gè)VC組成組，并且也可以包括許多ATM VP鏈路。整體地交換和某個(gè)VP相關(guān)聯(lián)的VC，而不用拆組或處理單個(gè)VC或改變其VCI。這樣，保持了每個(gè)VC的信元順序，并且VP的服務(wù)質(zhì)量依賴于其最苛刻的VC的服務(wù)質(zhì)量。由于信元地址機(jī)制同時(shí)使用VCI和VPI，所以不同的VP也可以使用相同的VCI而不會沖突。
圖2A是說明示例性的ATM信元200的方框圖。ATM信元200包括五字節(jié)的信頭部分202和48字節(jié)的負(fù)載部分204。48字節(jié)的負(fù)載部分204也叫做信息字段。信頭202中的第一字節(jié)包括在NNI連接的情形中的虛通道標(biāo)識符(VPI)，或者在UNI連接情形中的一般流控制(GFC)加VPI。第二字節(jié)的四位的第一部分也包括虛通道標(biāo)識符，而第二字節(jié)的四位的第二部分包括虛信道標(biāo)識符(VCI)。信頭202的第三字節(jié)也包括虛信道標(biāo)識符，和第四字節(jié)的四位的第一部分一樣。信頭202中的第四字節(jié)的三位的第二部分包括負(fù)載類別(PT)指示符(PTI)，而第四字節(jié)的一位的第三部分包括信元丟失優(yōu)先(CLP)位。信頭202的第五字節(jié)包括信頭糾錯(cuò)(HEC)字節(jié)。對于ATM信元，字節(jié)也叫做“八位組”。
圖2B是說明示例性的ATM微信元290的方框圖。微信元是AAL2特有的結(jié)構(gòu)。微信元290位于ATM信元負(fù)載部分204中并且可以跨越兩個(gè)或更多的ATM信元。ATM微信元290包括信頭部分222和負(fù)載部分224。信頭部分222中的第一字節(jié)包含信道標(biāo)識符(CID)。第二字節(jié)的第一部分包含長度指示符(LI)。第二字節(jié)的第二部分加上第三字節(jié)的第一部分包含用戶-用戶指示符(UUI)的一部分。第三字節(jié)的第二部分包含有不同于ATM信元HEC的信頭糾錯(cuò)字段(HEC)。
ATM是基于層的體系結(jié)構(gòu)。就ATM協(xié)議棧而言，ATM層位于物理層之上。ATM層為所有服務(wù)提供信元傳輸，并且包括ATM適配層(AAL)。ATM適配層向AAL層之上的層提供與服務(wù)有關(guān)的功能。ATM是一種分組交換技術(shù)，它使用包含在信頭202中的標(biāo)識符(VPI/VCI)來引導(dǎo)流量。但是，與其它分組技術(shù)不同，ATM使用稱作信元的短的、固定長度的分組。如上所述，典型地每一個(gè)信元長53個(gè)字節(jié)。由AAL將負(fù)載數(shù)據(jù)插入到48字節(jié)負(fù)載部分204中。AAL向ATM提供了在相同的格式內(nèi)傳輸不同類別服務(wù)的靈活性。應(yīng)當(dāng)理解AAL不是網(wǎng)絡(luò)處理，而是由網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備來執(zhí)行的。因此，網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)是根據(jù)信元的信頭信息將信元從一點(diǎn)路由到另一點(diǎn)。在這里，對兩種ATM適配層特點(diǎn)尤其感興趣。ATM適配層2(AAL2)提供可變比特速率(VBR)時(shí)序敏感服務(wù)。當(dāng)在源和目的地點(diǎn)之間需要很強(qiáng)的時(shí)序關(guān)系，但是比特速率可以變化時(shí)，AAL2被用來傳輸流量。例子包括可變比特率語音以及例如使用運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MPEG)編碼的壓縮視頻。
ATM適配層類別5(AAL5)也叫“簡單有效適配層(SEAL)”，它被設(shè)計(jì)來滿足實(shí)現(xiàn)本地、高速LAN的需求。AAL5用于面向連接或無連接的VBR服務(wù)。
AAL5是這樣一種格式，其中一個(gè)到n個(gè)具有相同VPI/VCI的信元將它們的負(fù)載級聯(lián)起來以形成較大的分組。AAL2是一種其中有多個(gè)微信元的格式。多個(gè)具有相同VPI/VCI和信道標(biāo)識符(CID)的微信元將它們的負(fù)載級聯(lián)起來以形成較大的分組。如將要在下面詳細(xì)描述的，將在下面圖3中描述的分段與重組邏輯300區(qū)分AAL2信元和AAL5信元，并且按照接近和超過光載波(OC)12速度(即622.080兆比特每秒(Mbps)的線速率)的網(wǎng)絡(luò)速度實(shí)時(shí)重組這些信元。
圖3是說明由圖1中的分析設(shè)備150執(zhí)行的分段與重組(SAR)邏輯300的方框圖。在這一實(shí)施例中，分段與重組邏輯300包括線接口模塊(LIM)306，該線接口模塊包括至少一個(gè)LIM模擬模塊302和LIM數(shù)字模塊304。這里所稱的“模塊”可以是印刷電路卡或配線板。盡管分段與重組邏輯在圖3中被圖示為特定的實(shí)現(xiàn)，但是其包括可以在任何處理器中執(zhí)行的可執(zhí)行軟件。LIM模擬模塊302從可以是光纖的連接132接收ATM信元。
典型地，在LIM接口模塊306上設(shè)置有多個(gè)LIM模擬模塊302和一個(gè)LIM數(shù)字模塊304。但是，為了簡單只圖示了單個(gè)LIM模擬模塊302，其具有多個(gè)到LIM數(shù)字模塊304上的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)350的連接。例如，在LIM模擬模塊302與FPGA 350之間所示的連接308和316。每一個(gè)連接308和316都包括控制信息和數(shù)據(jù)。例如，在連接308上，連接312傳輸控制信息，而連接314以ATM信元的形式傳輸數(shù)據(jù)。
實(shí)時(shí)分段與重組邏輯355在FPGA 350中被執(zhí)行，其包括很多不同的外部存儲模塊和嵌入式存儲模塊。例如，實(shí)時(shí)分段與重組邏輯355包括包含有將在下面解釋的循環(huán)緩沖區(qū)346的嵌入式存儲部分。然而，為了便于描述，循環(huán)緩沖區(qū)346被示出在FPGA 350之外。相似地，為了說明的簡單，在FPGA外圖示了和FPGA 350關(guān)聯(lián)的其它存儲模塊。例如，F(xiàn)PGA350包括靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲器(SRAM)元件318、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲器(SDRAM)344和內(nèi)容可編址存儲器(CAM)324。CAM的尺寸和配置是可變的。例如，可以選擇8192×64位的配置。存儲元件318、322和CAM 324處理并且存儲出現(xiàn)在連接314上的數(shù)據(jù)。
相似地，也和FPGA 350關(guān)聯(lián)的SRAM 328、SDRAM 332和CAM 334處理包含在連接316上的數(shù)據(jù)。此外，額外的SDRAM元件326也和FPGA 350相關(guān)聯(lián)。
循環(huán)緩沖區(qū)346包括用于32個(gè)ATM信元的存儲空間348以及用于每一個(gè)信元348的“上下文字段”354。上下文字段354在信息字段356中包括有關(guān)信元的信息，并且包括關(guān)于包含在信元中的數(shù)據(jù)段的信息。這一存儲位置被稱作分段表358。在這個(gè)例子中，雖然AAL2信元理論上可以有多至11個(gè)微信元，但是分段表358只可以包含多至六個(gè)段。但是，AAL2信元不大可能包含六個(gè)以上的段。分段表358的大小是可變的。
經(jīng)由連接總線336、338和342將FPGA 350耦合到鏈路層處理器344?？偩€336傳輸中央處理器單元(CPU)信息，而線接口模塊BUS1是指連接338并且線接口模塊BUS2是指連接342。
鏈路層處理器344分析來自線接口模塊306的幀和信元，并且經(jīng)由連接352向諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)提供信號以顯示ATM信息。
圖4是說明實(shí)時(shí)分段與重組邏輯355的操作的方框圖。方框圖400包括循環(huán)緩沖區(qū)346和訪問仲裁器404。如將要在下面描述的，訪問仲裁器控制循環(huán)緩沖區(qū)346與將在下面描述的許多處理元件之間的信息交換。并行處理元件包括初始信元檢查(ICC)元件412、AAL檢測元件418、AAL5處理元件426、AAL2處理元件434、輸出元件442和統(tǒng)計(jì)元件448。此外，統(tǒng)計(jì)RAM元件452經(jīng)由連接454被耦合到AAL檢測元件418，并且經(jīng)由連接458被耦合到統(tǒng)計(jì)元件448。緩沖區(qū)管理器500經(jīng)由連接456被耦合到輸出元件442。
元件412、418、426、434、442和448的每一個(gè)分別包括隊(duì)列機(jī)制408、416、424、432、438和446。隊(duì)列機(jī)制408、416、424、432、438和446中的每一個(gè)都包括兩個(gè)計(jì)數(shù)器。第一計(jì)數(shù)器被稱作“頭指針”，第二計(jì)數(shù)器被稱作“尾指針”。頭指針指向被寫入循環(huán)緩沖區(qū)346并且已由前面的處理元件進(jìn)行處理的最后信元。尾指針指向正由各個(gè)并行處理元件進(jìn)行處理的當(dāng)前信元。當(dāng)信元由處理元件412、418、426、434、442和448之一進(jìn)行處理時(shí)，該元件將所述信元排隊(duì)到下一個(gè)處理元件上。同時(shí)，只要循環(huán)緩沖區(qū)中有信元在等待，就允許處理單元處理下一個(gè)信元。
經(jīng)由連接314將來自LIM模擬模塊302的進(jìn)入信元提供給循環(huán)緩沖區(qū)346。訪問仲裁器404控制循環(huán)緩沖區(qū)346與處理元件412、418、426、434、442及448之間的通信。
統(tǒng)計(jì)RAM 452存儲關(guān)于(在本例中)多至8000個(gè)獨(dú)特VPI/VCI對的信息和統(tǒng)計(jì)量，并且允許鏈路層處理器344(圖3)中的軟件(沒有示出)訪問與統(tǒng)計(jì)RAM 452的內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計(jì)信息，并將其發(fā)送到個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)或其它終端進(jìn)行顯示。
初始信元檢查(ICC)元件412檢查循環(huán)緩沖區(qū)346中的進(jìn)入信元，并且確定ATM級別信息，例如PTI、CLP、HEC錯(cuò)誤、信元類別、VPI/VCI以及被指定給信元用作收集關(guān)于該信元的統(tǒng)計(jì)量的參考的索引。該索引是對應(yīng)于CAM 324(圖3)中的存儲地址的數(shù)字。所述索引是一種標(biāo)簽一類的跟蹤機(jī)制，實(shí)時(shí)分段與重組邏輯355用該索引來關(guān)聯(lián)等同的VPI/VCI和VPI/VCI+CID，而無需使用VPI/VCI或VPI/VCI+CID的整個(gè)位字段。反過來可以將CAM 324(圖3)認(rèn)為是一個(gè)存儲器。輸入數(shù)據(jù)而輸出地址。地址就是所說的索引。每當(dāng)識別出獨(dú)特的VPI/VCI或VPI/VCI+CID并且將其添加到CAM 324時(shí)，就可以從CAM 324獲得索引。遞增地分配索引(CAM地址)。此外，用戶可以通過軟件(沒有示出)將VPI/VCI條目輸入到CAM中。索引被放入到循環(huán)緩沖區(qū)346的上下文部分354中(見圖3)。將正被分析的信元的VPI/VCI提供給CAM324，這導(dǎo)致要么返回的是該VPI/VCI的索引，要么返回的是VPI/VCI被添加到CAM 324，所述返回過程返回定義了VPI/VCI被放置的位置的索引。
AAL檢測元件418檢查PTI、信元類別、微信元HEC以及該索引的統(tǒng)計(jì)RAM條目，以確定正被分析的信元的AAL模式(如果有的話)。AAL模式可能已通過軟件輸入了，或者通過檢查前面的信元被預(yù)先確定了。如果檢測到AAL2或AAL5信元，那么AAL檢測元件418就將該信元標(biāo)記為AAL2或AAL5。
AAL5處理元件426只檢查在循環(huán)緩沖區(qū)346的上下文部分中的信息字段356(見圖3)中被標(biāo)記為信元的AAL5數(shù)據(jù)。AAL5處理元件426確定該信元是分組的“開始”、“繼續(xù)”還是“結(jié)束”，并且用該信息在分段表358中構(gòu)造條目。AAL5處理元件426也對每一幀執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)32計(jì)算。
AAL2處理元件434只檢查在循環(huán)緩沖區(qū)346的上下文部分中的信息字段356(見圖3)中被標(biāo)記為信元的AAL2數(shù)據(jù)，并且確定該微信元是分組的“開始”、“繼續(xù)”還是“結(jié)束”，并用該信息在分段表358中構(gòu)造條目。AAL2處理元件434也在CAM 324(見圖3)中執(zhí)行VPI/VCI+CID查找，以確定用于跟蹤及匹配具有相同VPI/VCI+CID的微信元的次級索引。如果在一個(gè)信元中有一個(gè)以上的微信元，那么AAL2處理元件434可以在分段表358中創(chuàng)建一個(gè)以上的條目。
輸出元件442檢查分段表358中的條目，并且從循環(huán)緩沖區(qū)346(圖3)中的信元數(shù)據(jù)348中讀取適當(dāng)?shù)呢?fù)載信息塊，并且經(jīng)由連接456將所述負(fù)載信息傳遞到緩沖區(qū)管理器500。輸出元件442還為每一個(gè)幀計(jì)算持續(xù)幀長度，并且和負(fù)載數(shù)據(jù)一起將幀長度信息傳遞到LLP 344(圖3)。
統(tǒng)計(jì)元件448檢查分段表358中的每一條目，并且計(jì)數(shù)空閑信元、未分配信元、運(yùn)行及維護(hù)(OAM)信元、資源管理(RM)信元、HEC錯(cuò)誤信元、CLP＝1信元、擁塞信元、AAL5幀、AAL5 CRC錯(cuò)誤、AAL5字節(jié)計(jì)數(shù)、AAL2幀和AAL2字節(jié)計(jì)數(shù)的數(shù)目。統(tǒng)計(jì)元件448對所有幀，同時(shí)也基于每一VPI/VCI執(zhí)行這種分析。如上所述，統(tǒng)計(jì)元件448中的信息被傳遞給統(tǒng)計(jì)RAM 452。
緩沖區(qū)管理器500累積具有相同VPI/VCI或VPI/VCI+CID的信元和/或微信元(經(jīng)由索引)。當(dāng)幀是完整的時(shí)，緩沖區(qū)管理器500將該幀作為一個(gè)完整的幀輸出到下游處理器，例如圖3中的鏈路層處理器344。
圖5是說明圖4的緩沖區(qū)管理器的操作的方框圖500。流狀態(tài)列表(SSL)550、自由塊列表(FBL)551和已完成消息列表(CML)552是保存在外部SDRAM 326中的列表。SSL管理器522、FBL管理器538和CML管理器524分別管理這些列表。輸入緩沖區(qū)504經(jīng)由連接456從圖4的輸出元件442接收信元或段。流狀態(tài)列表管理器522經(jīng)由連接506確定該信元或段是新的幀的開始還是現(xiàn)存幀的繼續(xù)。如果流狀態(tài)列表管理器522確定所述信元或段是新的幀，那么從自由塊列表管理器538獲得緩沖區(qū)號，并將該緩沖區(qū)號保存在SSL 550中用于所述索引。如果流狀態(tài)列表管理器522確定所述信元或段是現(xiàn)存幀的繼續(xù)，那么從流狀態(tài)列表550獲得現(xiàn)存的緩沖區(qū)。內(nèi)核512將數(shù)據(jù)寫到外部SDRAM 322中已分配的緩沖區(qū)。該外部SDRAM 322被劃分成許多緩沖區(qū)，每個(gè)緩沖區(qū)大到足以容納一個(gè)幀。
如果內(nèi)核512確定整個(gè)幀已被寫入，那么該內(nèi)核就通過已完成消息列表管理器524向CML 552添加消息。已完成消息列表管理器524通知輸出元件520有幀正等待被輸出。輸出元件520經(jīng)由內(nèi)核512訪問所述幀，并且經(jīng)由連接338將該幀輸出到圖3的鏈路層處理器344。
圖6A和6B是共同說明實(shí)時(shí)分段與重組邏輯355的一種實(shí)施例的操作流程圖?？梢詫σ粋€(gè)具體的信元按照圖示的順序執(zhí)行流程圖600中的框，也可以對一個(gè)以上的信元同時(shí)并行執(zhí)行。此外，可以不按照圖示的順序或者并行地執(zhí)行這些框。
在框602中，由ICC元件412(圖4)檢查循環(huán)緩沖區(qū)346中的進(jìn)入信元。在框604中，在CAM 324中查找到信元的VPI/VCI，以確定索引標(biāo)識符。在框606中，將與信元相關(guān)的附加信息放入到循環(huán)緩沖區(qū)356中。
在框608中，AAL檢測元件418使用來自CAM 324的索引來查詢存儲器，以確定信元是否將要被重組。在框610中，根據(jù)是否將要重組數(shù)據(jù)而做出判定。如果數(shù)據(jù)不會被重組，例如如果信元被認(rèn)為是空閑的、未被分配的或者OAM信元等，那么這個(gè)信元繞過AAL5和AAL2重組處理元件而直接前進(jìn)到框626(圖6B)。為具有“開始”及“結(jié)束”兩種屬性的整個(gè)信元產(chǎn)生段。然后在框628(圖6B)中由輸出元件520(圖4)處理該段。如果在框610中確定將要重組信元，那么在框612中AAL檢測元件418確定信元模式。如果信元是AAL2信元，那么在框614中，AAL2處理元件434(圖4)根據(jù)ATM論壇規(guī)范解析該AAL2信元，并且確定該信元中每一個(gè)微信元的位置。
在框616中，對于每一個(gè)微信元，AAL2處理元件434(圖4)在CAM 324中查找VPI/VCI+CID組合來獲得新的(次級)索引，以跟蹤并匹配具有相同VPI/VCI+CID的微信元。在框618中，在框616中找到的索引被用來訪問循環(huán)緩沖區(qū)346(圖3)，以獲得關(guān)于信元的信息。在框622中，確定微信元是一個(gè)較大幀的“開始段”、“繼續(xù)段”還是“結(jié)束段”。在框626中，在分段表358中構(gòu)建條目。
如果在框612中確定信元是AAL5信元，那么在框624中確定該信元是“開始”、“繼續(xù)”還是“結(jié)束”信元。在框626中，用在框622或624中發(fā)現(xiàn)的信息在分段表358中構(gòu)造條目。
在框628中，輸出元件442檢查分段表358中的條目，并且從存儲在循環(huán)緩沖區(qū)346(圖3)中的信元讀取適當(dāng)?shù)呢?fù)載塊。在框632中，緩沖區(qū)管理器500在RAM中逐幀地累積信元或微信元的段，以重建較大的幀。在框632中，RAM被分成例如16384個(gè)長2048字節(jié)的緩沖區(qū)。每一緩沖區(qū)可以累積足以形成一幀的段。當(dāng)幀被轉(zhuǎn)發(fā)到LLP 344(圖3)時(shí)，可以重新使用這個(gè)緩沖區(qū)。多個(gè)幀可以在RAM中對應(yīng)于同一VPI/VCI或索引的多個(gè)緩沖區(qū)中共存。在框634中，統(tǒng)計(jì)元件448收集并且向統(tǒng)計(jì)RAM 452提供上述統(tǒng)計(jì)量，以輸出到圖3的鏈路層處理器344。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員很明顯的是，可以對本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例做出多種修改和變化，而不會從實(shí)質(zhì)上背離本發(fā)明的原理。例如，可以在任何ATM通信環(huán)境中使用用于實(shí)時(shí)重組異步傳輸模式數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。這里將所有這樣的修改和變化都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，正如所附權(quán)利要求定義的那樣。
權(quán)利要求
1.一種用于實(shí)時(shí)重組ATM數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括用于存儲ATM數(shù)據(jù)的循環(huán)緩沖區(qū)，所述ATM數(shù)據(jù)包括被分割成信元的信息；和多個(gè)并行處理元件，所述元件被配置來分析所述ATM信元并確定信元類別，其中實(shí)時(shí)重組AAL2信元和AAL5信元。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述循環(huán)緩沖區(qū)同時(shí)和所述多個(gè)處理元件通信。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括分段表，所述分段表被配置來接收并存儲與ATM信元相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)段。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括緩沖區(qū)管理器，所述緩沖區(qū)管理器被配置來累積所述數(shù)據(jù)段并將所述數(shù)據(jù)段組裝為幀。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，還包括統(tǒng)計(jì)存儲器，所述統(tǒng)計(jì)存儲器被配置來存儲與所述信元相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計(jì)量。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述統(tǒng)計(jì)量是從以下成員中選出的，這些成員包括空閑信元、未分配信元、運(yùn)行與維護(hù)信元、AAL2信元、AAL5信元、信頭糾錯(cuò)錯(cuò)誤信元、幀計(jì)數(shù)、字節(jié)計(jì)數(shù)、擁塞信息、AAL5循環(huán)冗余校驗(yàn)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和資源管理信元計(jì)數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，為每一個(gè)獨(dú)特的虛通道標(biāo)識符/虛信道標(biāo)識符信元流收集所述統(tǒng)計(jì)量。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，將所述統(tǒng)計(jì)量周期性地提供給處理器進(jìn)行顯示。
9.一種用于實(shí)時(shí)重組ATM數(shù)據(jù)的方法，包括將ATM數(shù)據(jù)提供給循環(huán)緩沖區(qū)，所述ATM數(shù)據(jù)包括被分割為信元的信息；將所述ATM數(shù)據(jù)存儲在所述循環(huán)緩沖區(qū)中；分析所述ATM信元以確定信元類別，其中實(shí)時(shí)重組AAL2信元和AAL5信元。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括在所述循環(huán)緩沖區(qū)與所述多個(gè)處理元件之間同時(shí)通信。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括在分段表中接收并存儲與ATM信元相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)段。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括在緩沖區(qū)管理器中累積所述數(shù)據(jù)段；以及將所述數(shù)據(jù)段組裝成幀。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括在統(tǒng)計(jì)存儲器中存儲與所述信元相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計(jì)量。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述統(tǒng)計(jì)量是從以下成員中選出的，這些成員包括空閑信元、未分配信元、運(yùn)行及維護(hù)信元、AAL2信元、AAL5信元、信頭糾錯(cuò)錯(cuò)誤信元、幀計(jì)數(shù)、字節(jié)計(jì)數(shù)、擁塞信息、AAL5循環(huán)冗余校驗(yàn)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和資源管理信元計(jì)數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，為每一個(gè)獨(dú)特的虛通道標(biāo)識符/虛信道標(biāo)識符信元流收集所述統(tǒng)計(jì)量。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括將所述統(tǒng)計(jì)量周期性地提供給處理器進(jìn)行顯示。
17.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其具有用于實(shí)時(shí)重組ATM數(shù)據(jù)的程序，包括用于將ATM數(shù)據(jù)提供給循環(huán)緩沖區(qū)的邏輯，所述ATM數(shù)據(jù)包括被分割為信元的信息；用于將所述ATM數(shù)據(jù)存儲在所述循環(huán)緩沖區(qū)中的邏輯；用于分析所述ATM信元以確定信元類別的邏輯，其中實(shí)時(shí)重組AAL2信元和AAL5信元。
18.如權(quán)利要求17所述的介質(zhì)，還包括用于在所述循環(huán)緩沖區(qū)與所述多個(gè)處理元件之間同時(shí)通信的邏輯。
19.如權(quán)利要求18所述的介質(zhì)，還包括用于在分段表中接收并存儲與ATM信元相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)段的邏輯。
20.如權(quán)利要求19所述的介質(zhì)，還包括用于在緩沖區(qū)管理器中累積所述數(shù)據(jù)段的邏輯；和用于將所述數(shù)據(jù)段組裝成幀的邏輯。
21.如權(quán)利要求20所述的介質(zhì)，還包括在統(tǒng)計(jì)存儲器中存儲與所述信元相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計(jì)量。
22.如權(quán)利要求21所述的介質(zhì)，其中，所述統(tǒng)計(jì)量是從以下成員中選出的，這些成員包括空閑信元、未分配信元、運(yùn)行及維護(hù)信元、AAL2信元、AAL5信元、信頭糾錯(cuò)錯(cuò)誤信元、幀計(jì)數(shù)、字節(jié)計(jì)數(shù)、擁塞信息、AAL5循環(huán)冗余校驗(yàn)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和資源管理信元計(jì)數(shù)。
23.如權(quán)利要求22所述的介質(zhì)，其中，為每一個(gè)獨(dú)特的虛通道標(biāo)識符/虛信道標(biāo)識符信元流收集所述統(tǒng)計(jì)量。
24.如權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，還包括用于將所述統(tǒng)計(jì)量周期性地提供給處理器進(jìn)行顯示的邏輯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于實(shí)時(shí)重組異步傳輸模式(ATM)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述用于實(shí)時(shí)重組ATM數(shù)據(jù)的系統(tǒng)包括循環(huán)緩沖區(qū)和多個(gè)并行處理元件，所述循環(huán)緩沖區(qū)用于存儲包括被分割為信元的信息的ATM數(shù)據(jù)，所述并行處理元件被配置來分析ATM信元并且確定信元的類別，其中實(shí)時(shí)重組ATM適配層(AAL)2信元和AAL5信元。
文檔編號H04L29/06GK1665220SQ20041009121
公開日2005年9月7日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月2日
發(fā)明者羅伯特·杰弗里·沃德 申請人:安捷倫科技有限公司