專利名稱：支持多通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信，尤其涉及通信設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸；更具體地說，本發(fā)明涉及通過外部緩存使得所述通信設(shè)備間能夠進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧骺丶夹g(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。
背景技術(shù)：
SPI(System Packet Interface，系統(tǒng)包接口)是OIF(OpticalInternetworking Forum，光纖互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)論壇)制定的互連物理層(Physicallayer，PHY)設(shè)備與鏈路層(Link layer，LINK)設(shè)備的點對點接口標(biāo)準(zhǔn)。針對不同的應(yīng)用環(huán)境，所述SPI對應(yīng)有多個不同版本，且目前得到最廣泛應(yīng)用的是SPI3(SPI Level 3)和SPI4.2(SPI Level 4 Phase 2)；其中SPI3針對的信號頻率是2.5Gbps，而SPI4.2對應(yīng)10Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。更具體而言，SPI4.2可用于報文和信元傳送，主要應(yīng)用于OC-192(192級光載體)ATM(Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式)網(wǎng)、SONET(Synchronous Optical Network，同步光纖網(wǎng))/SDH(Synchronous DigitalHierarchy，同步數(shù)字系列網(wǎng))等。并且，所述SPI4.2接口主要具有以下幾個技術(shù)特征A、可用于點對點連接，比如支持物理層和鏈路層設(shè)備的單向連接；B、在一條物理通道上，理論上最多可支持256個邏輯通道，每個邏輯通道對應(yīng)物理層的一個實際端口；C、發(fā)送/接收數(shù)據(jù)通路具有16bit位寬，且其中每根數(shù)據(jù)線的最低速率為622Mbps以支持10Gbps的互連應(yīng)用；D、發(fā)送/接收FIFO(First In First Out，先進(jìn)先出)狀態(tài)通路具有2bit并行狀態(tài)標(biāo)志，且其I/O(Input/Output，輸入/輸出)電平采用LVTTL(Lower Voltage Transistor-Transistor Logic，低壓三極管邏輯電平)或LVDS(Low Voltage Differential Signaling，低壓差分電平)。
圖1為上述SPI4.2接口互連鏈路層設(shè)備100和物理層設(shè)備300的參考模型示意圖。如圖1所示，在鏈路層設(shè)備100(包括鏈路層發(fā)送設(shè)備110和鏈路層接收設(shè)備120)和物理層設(shè)備300之間，對應(yīng)于鏈路層設(shè)備100的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，通過SPI4.2接口200分別建立有發(fā)送通道410和接收通道420兩個邏輯通道。所述發(fā)送通道410用于傳輸所述鏈路層發(fā)送設(shè)備110輸出至所述物理層設(shè)備300的數(shù)據(jù)，以及所述物理層設(shè)備300反饋至所述鏈路層發(fā)送設(shè)備110的FIFO狀態(tài)；所述接收通道420用于傳輸所述物理層設(shè)備300輸出至所述鏈路層接收設(shè)備120的數(shù)據(jù)，以及所述鏈路層接收設(shè)備反饋至所述物理層設(shè)備300的FIFO狀態(tài)。
其中，所述FIFO狀態(tài)用于指示所述SPI4.2接口中相應(yīng)邏輯通道的接收側(cè)FIFO緩存狀態(tài)，使得所述發(fā)送側(cè)設(shè)備(包括鏈路層發(fā)送設(shè)備110或物理層設(shè)備300)能夠根據(jù)所述FIFO狀態(tài)對相應(yīng)邏輯通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作進(jìn)行控制，也即在所述接收側(cè)FIFO緩存狀態(tài)為“滿”時停止所述相應(yīng)邏輯通道410/420的數(shù)據(jù)發(fā)送操作、而在所述接收側(cè)FIFO緩存狀態(tài)為“空”時允許所述相應(yīng)邏輯通道410/420的數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
對于上述SPI4.2接口200，由于SPI4.2接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為每個邏輯通道分別設(shè)計獨立的接收/發(fā)送FIFO緩存，而同時所述SPI4.2接口200的數(shù)據(jù)傳輸速率較高(不小于9.952Gbps)，這就使得所述SPI4.2接口芯片需要內(nèi)建龐大的緩存資源。這將會大大增加SPI4.2接口芯片的生產(chǎn)成本，進(jìn)而使得現(xiàn)有大多數(shù)SPI4.2接口芯片實現(xiàn)的邏輯通道數(shù)量較少(一般為8個或16個)，盡管OIF制定的SPI4.2接口標(biāo)準(zhǔn)中定義了256個邏輯通道。
為了解決上述獨立接收/發(fā)送FIFO緩存引發(fā)的內(nèi)建緩存資源需求龐大、可支持邏輯通道數(shù)量較少等問題，目前已有一些SPI4.2接口芯片采用多個邏輯通道共用FIFO緩存的設(shè)計方式。在這種設(shè)計方式下，當(dāng)某一邏輯通道對應(yīng)的數(shù)據(jù)通道發(fā)生堵塞、使其無法從所述共用FIFO緩存中讀出數(shù)據(jù)時，則與其共用FIFO緩存的其他邏輯通道都將無法從所述共用FIFO緩存中讀出數(shù)據(jù)，也即出現(xiàn)了隊頭堵塞現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種數(shù)據(jù)傳輸裝置，以擴展諸如SPI4.2接口之類多通道數(shù)據(jù)傳輸接口所能支持的邏輯通道數(shù)量，并避免出現(xiàn)多通道共用FIFO緩存情況下的隊頭堵塞現(xiàn)象。
同時，本發(fā)明另一目的在于提供應(yīng)用于上述數(shù)據(jù)傳輸裝置的相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種支持多通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸裝置，包括用于在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗤ǖ澜涌冢€包括發(fā)送側(cè)緩存、發(fā)送單元、接收側(cè)緩存、及接收單元，其中所述發(fā)送側(cè)緩存，用于按通道緩存所述發(fā)送設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)；所述接收側(cè)緩存，用于按通道緩存等待輸入所述接收設(shè)備的數(shù)據(jù)；所述發(fā)送單元，與所述發(fā)送設(shè)備、所述多通道接口和所述發(fā)送側(cè)緩存相連，用于接收所述發(fā)送設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)，并按通道將該數(shù)據(jù)存放到所述發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)，同時根據(jù)各所述通道的流控信息調(diào)度并執(zhí)行所述發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述多通道接口的操作；所述接收單元，與所述接收設(shè)備、所述多通道接口和所述接收側(cè)緩存相連，用于接收所述多通道接口輸出的數(shù)據(jù)，并按通道將該數(shù)據(jù)存放到所述接收側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)以待被所述接收設(shè)備接收，同時根據(jù)所述接收側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量產(chǎn)生各所述通道的流控信息后經(jīng)所述多通道接口反饋至所述發(fā)送單元。
對于上述數(shù)據(jù)傳輸裝置，優(yōu)選地，所述接收單元中設(shè)置有各所述通道的停止發(fā)送閾值和允許發(fā)送閾值，其中當(dāng)所述接收側(cè)緩存中某個所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量高于該通道的停止發(fā)送閾值時，則產(chǎn)生停止發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息；當(dāng)所述接收側(cè)緩存中某個所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量低于該通道的允許發(fā)送閾值時，則產(chǎn)生允許發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息。
對于上述數(shù)據(jù)傳輸裝置，優(yōu)選地，所述接收單元包括接收緩存管理模塊和流控產(chǎn)生模塊，其中所述接收緩存管理模塊，與所述接收設(shè)備、所述多通道接口和所述接收側(cè)緩存相連，用于接收所述多通道接口轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，按通道將該數(shù)據(jù)存放到所述接收側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)以待被所述接收設(shè)備接收，并記錄所述接收側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量；所述流控產(chǎn)生模塊，與所述接收緩存管理模塊和所述多通道接口相連，用于根據(jù)所述接收緩存管理模塊對所述接收側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)容量的記錄產(chǎn)生各所述通道的流控信息，并將所述流控信息輸出至所述多通道接口。
對于上述數(shù)據(jù)傳輸裝置，優(yōu)選地，所述發(fā)送單元包括流控解析模塊和發(fā)送緩存管理模塊，其中所述流控解析模塊，與所述發(fā)送緩存管理模塊和所述多通道接口相連，用于接收所述多通道接口轉(zhuǎn)發(fā)的各所述通道的流控信息，并分別解析各所述流控信息為允許或停止相應(yīng)通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作；所述發(fā)送緩存管理模塊，與所述發(fā)送設(shè)備、所述多通道接口和所述發(fā)送側(cè)緩存相連，用于接收所述發(fā)送設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)和所述多通道接口轉(zhuǎn)發(fā)的流控信息，按通道將所述發(fā)送設(shè)備輸出數(shù)據(jù)存放到所述發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)，同時根據(jù)所述流控信息調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述多通道接口的操作。
對于上述數(shù)據(jù)傳輸裝置，優(yōu)選地，所述多通道接口為SPI4.2接口。
對于上述數(shù)據(jù)傳輸裝置，優(yōu)選地，所述發(fā)送側(cè)緩存和/或所述接收側(cè)緩存為SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步動態(tài)隨機存儲器)，或者為SRAM(Static Random Access Memory，靜態(tài)隨機存儲器)，或者為FIFO(First In First Out)寄存器，或者為內(nèi)存條等各種緩存器件。
同時，本發(fā)明還提供了應(yīng)用上述數(shù)據(jù)傳輸裝置的數(shù)據(jù)傳輸方法，以在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間進(jìn)行多通道的數(shù)據(jù)傳輸；該方法包括有下列步驟
步驟T1，按通道將所述發(fā)送設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)存放到發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)；步驟T2，根據(jù)各所述通道的流控信息調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至多通道接口的操作；步驟R1，按通道將所述多通道接口的輸出數(shù)據(jù)存放到接收側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)，以等待輸入所述接收設(shè)備；步驟R2，根據(jù)所述接收側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量，產(chǎn)生各所述通道的流控信息。
對于上述數(shù)據(jù)傳輸方法，優(yōu)選地，所述步驟R2具體包括有下列步驟步驟R2-1，當(dāng)所述接收側(cè)緩存中某所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量高于該通道的停止發(fā)送閾值時，產(chǎn)生停止發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息；步驟R2-2，當(dāng)所述接收側(cè)緩存中某所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量低于該通道的允許發(fā)送閾值時，產(chǎn)生允許發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息。
對于上述數(shù)據(jù)傳輸方法，優(yōu)選地，所述步驟T2具體包括有下列步驟步驟T2-1，當(dāng)接收到停止發(fā)送某所述通道數(shù)據(jù)的流控信息時，停止該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作；步驟T2-2，當(dāng)接收到允許發(fā)送某所述通道數(shù)據(jù)的流控信息時，允許該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
對于上述數(shù)據(jù)傳輸方法，優(yōu)選地，所述多通道接口為SPI4.2接口；同時，與前述數(shù)據(jù)傳輸裝置類似，所述發(fā)送側(cè)緩存和/或所述接收側(cè)緩存為SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步動態(tài)隨機存儲器)，或者為SRAM(Static Random Access Memory，靜態(tài)隨機存儲器)，或者為FIFO(First In First Out)寄存器，或者為內(nèi)存條等各種緩存器件。
綜上所述可知，對于用來高速互連發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的諸如SPI4.2接口之類的多通道接口，本發(fā)明通過利用外部緩存資源對發(fā)送設(shè)備輸出數(shù)據(jù)和接收設(shè)備輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行按通道緩存，且根據(jù)各所述通道的流控信息分別控制各所述通道的停止/允許數(shù)據(jù)發(fā)送。這樣，本發(fā)明的有益效果主要有
首先，與為每個通道內(nèi)建獨立發(fā)送/接收FIFO緩存的現(xiàn)有通用SPI4.2接口相比，由于無需在芯片內(nèi)部建立龐大的緩存資源，本發(fā)明能夠有效擴展SPI4.2接口所能支持的通道數(shù)目，同時還將大大降低所述SPI4.2接口的設(shè)計成本。
其次，與多個通道共用發(fā)送/接收FIFO緩存的另一種現(xiàn)有SPI4.2接口相比，由于各通道的停止/允許數(shù)據(jù)發(fā)送操作互不影響，使得本發(fā)明能夠有效避免隊頭阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中SPI4.2接口的應(yīng)用參考模型示意圖；圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸裝置第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中應(yīng)用SPI4.2接口傳送的信元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸裝置中自定義數(shù)據(jù)頭的示意圖；圖5為本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸裝置第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸方法的流程示意圖。
具體實施例方式
如上所述，本發(fā)明提供了支持多通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸裝置，以及應(yīng)用所述數(shù)據(jù)傳輸裝置的相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸方法，下面將參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明技術(shù)方案。
首先，圖2給出了本發(fā)明所提供互連發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸裝置第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
需要說明的是，在圖2中所述發(fā)送設(shè)備被具體為鏈路層設(shè)備100、所述接收設(shè)備被具體為物理層設(shè)備300；也即，為簡化描述起見，圖2僅示出了鏈路層設(shè)備100發(fā)送、物理層設(shè)備300接收的單向數(shù)據(jù)傳輸。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解如此圖示只是為了簡化制圖，并不表示本發(fā)明所提供數(shù)據(jù)傳輸裝置只支持單向數(shù)據(jù)傳輸功能，且事實上本發(fā)明所提供數(shù)據(jù)傳輸裝置完全能夠支持雙向數(shù)據(jù)傳輸。
如圖2所示，本發(fā)明所提供數(shù)據(jù)傳輸裝置500包括SPI4.2接口200，還包括發(fā)送單元510、接收單元530、發(fā)送側(cè)緩存520、及接收側(cè)緩存540，其中所述SPI4.2接口為應(yīng)用在所述鏈路層設(shè)備100和所述物理層設(shè)備300之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗤ǖ澜涌?，而所述發(fā)送單元510、發(fā)送側(cè)緩存520、接收單元530、及接收側(cè)緩存540則共同構(gòu)成對所述多通道接口進(jìn)行數(shù)據(jù)流發(fā)送控制的外圍流控裝置。
在圖2中，在所述鏈路層設(shè)備100和所述物理層設(shè)備300之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗤ǖ澜涌诒痪唧w為OIF制定的SPI4.2接口。盡管OIF制定SPI4.2標(biāo)準(zhǔn)的初衷是給出一套鏈路層和物理層設(shè)備之間相互傳輸數(shù)據(jù)的規(guī)則，但事實上SPI4.2接口被設(shè)計成不僅能滿足這種特定應(yīng)用要求，同時還能滿足其他傳送報文或信元的應(yīng)用要求。因此，圖2所示僅僅是個參考模型，并不表示本發(fā)明所提供數(shù)據(jù)傳輸裝置的兩側(cè)必然連接物理層或鏈路層之類的器件/裝置/設(shè)備，同時也不表示本發(fā)明所提供數(shù)據(jù)傳輸裝置中的多通道接口必然為SPI4.2接口。
所述發(fā)送單元510與所述作為發(fā)送設(shè)備的鏈路層設(shè)備100、所述發(fā)送側(cè)緩存520、及所述接收單元530相連。所述發(fā)送單元510主要用于接收所述作為發(fā)送設(shè)備的鏈路層設(shè)備100的輸出數(shù)據(jù)，并按通道將該數(shù)據(jù)存放到所述發(fā)送側(cè)緩存520中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)以待發(fā)送；同時，所述發(fā)送單元還需要根據(jù)各所述通道的流控信息調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存520中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述SPI4.2接口200的操作。
并且，所述調(diào)度數(shù)據(jù)發(fā)送操作的具體內(nèi)容有在沒有接收到所述流控信息的情況下，所述發(fā)送單元510根據(jù)預(yù)定的調(diào)度策略對各所述通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作進(jìn)行調(diào)度；在接收到停止發(fā)送某通道數(shù)據(jù)的流控信息時，所述發(fā)送單元510停止該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作、并根據(jù)所述預(yù)定調(diào)度策略對其他允許數(shù)據(jù)發(fā)送操作的通道進(jìn)行調(diào)度，也即停止從所述發(fā)送側(cè)緩存520中該通道相應(yīng)空間內(nèi)讀取數(shù)據(jù)并輸出、而不影響其他通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作；在接收到允許發(fā)送某通道數(shù)據(jù)的流控信息時，所述發(fā)送單元510允許該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作、并根據(jù)所述預(yù)定調(diào)度策略對該通道及其他允許數(shù)據(jù)發(fā)送操作的通道進(jìn)行調(diào)度，也即允許根據(jù)調(diào)度結(jié)果從所述發(fā)送側(cè)緩存520中讀取該通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)并輸出、同樣也不影響其他通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
其中，所述預(yù)定的調(diào)度策略包括RR(Round Robin，輪循)調(diào)度、WRR(Weighted Round Robin，加權(quán)輪循)調(diào)度、WRED(Weighted RandomEarly Detection，加權(quán)隨機早期檢測)調(diào)度等多種調(diào)度策略。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，所述預(yù)定的調(diào)度策略可由用戶根據(jù)實際各所述通道的負(fù)載狀況來靈活設(shè)定。
所述接收單元530與所述發(fā)送單元510、所述接收側(cè)緩存540、及所述作為接收設(shè)備的物理層設(shè)備300相連。所述接收單元530主要用于接收經(jīng)所述發(fā)送單元510發(fā)送調(diào)度后的所述鏈路層設(shè)備100的輸出數(shù)據(jù)，并按通道將該數(shù)據(jù)存放到所述接收側(cè)緩存540中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)以待被所述物理層設(shè)備300接收；同時，所述接收單元還需要根據(jù)所述接收側(cè)緩存540中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量，產(chǎn)生相應(yīng)的各所述通道的流控信息。
并且，所述產(chǎn)生流控信息的具體執(zhí)行規(guī)則是為各所述通道分別設(shè)置停止發(fā)送閾值和允許發(fā)送閾值，當(dāng)所述接收側(cè)緩存540中某通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量高于該通道的停止發(fā)送閾值時，所述接收單元530則產(chǎn)生停止發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息，并將該流控信息反饋至所述發(fā)送單元510；當(dāng)所述接收側(cè)緩存540中某通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量低于該通道的允許發(fā)送閾值時，所述接收單元530則產(chǎn)生允許發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息，并將該流控信息反饋至所述發(fā)送單元510。
其中，具體設(shè)置各所述通道的停止發(fā)送閾值和允許發(fā)送閾值時，需要考慮各所述通道的相應(yīng)緩存空間大小、相應(yīng)通道數(shù)據(jù)傳輸速率等多方面應(yīng)用現(xiàn)場因素。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，所述停止發(fā)送閾值和允許發(fā)送閾值可由用戶根據(jù)實際應(yīng)用需要來設(shè)定。
對于圖2所示本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸裝置的第一實施例，優(yōu)選地，可通過自定義數(shù)據(jù)頭對所述數(shù)據(jù)和所述流控信息進(jìn)行信元區(qū)分。在現(xiàn)有技術(shù)中SPI4.2接口傳送的信元中，控制字之后全為有效負(fù)載凈荷。比如如圖3所示，選取所述控制字之后2字節(jié)凈荷字節(jié)1-2用來自定義數(shù)據(jù)頭，并將所述自定義數(shù)據(jù)頭之后凈荷字節(jié)3-8作為保留擴展用。至于如何具體定義所述自定義數(shù)據(jù)頭，則可參照圖4所示舉例進(jìn)行。
如圖4所示對于2字節(jié)的所述自定義數(shù)據(jù)頭，用其中12比特(圖4中例示比特序號為0-11)來標(biāo)識該信元對應(yīng)的通道，也即1個通道分配1個唯一與之對應(yīng)的通道號、且指定所述自定義數(shù)據(jù)頭中12比特來傳送所述通道號；用其中2比特(圖4中例示比特序號為14-15)來表示信元類型，比如00標(biāo)識該信元為該通道的發(fā)送數(shù)據(jù)、01標(biāo)識該信元為該通道的流控信息；用其中剩余2比特(圖4中例示比特序號為12-13)來表示所述流控信息的具體內(nèi)容，比如01表示所述流控信息為允許該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作、10表示所述流控信息為停止該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
綜上所述，所述發(fā)送單元510和所述接收單元530均分別按通道將該通道的數(shù)據(jù)緩存在與該通道對應(yīng)的所述發(fā)送側(cè)緩存520和所述接收側(cè)緩存540中相應(yīng)空間內(nèi)，同時所述接收單元530根據(jù)所述接收側(cè)緩存540中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)容量狀態(tài)產(chǎn)生各所述通道的流控信息，而所述發(fā)送單元510則根據(jù)各所述通道的流控信息調(diào)度并執(zhí)行各所述通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
也就是說，所述發(fā)送側(cè)緩存520作為所述發(fā)送單元510的外部緩存，主要用于按通道緩存所述作為發(fā)送設(shè)備的鏈路層設(shè)備100的輸出數(shù)據(jù)，以等待由所述發(fā)送單元510根據(jù)相應(yīng)流控信息按預(yù)定調(diào)度策略發(fā)送出去；所述接收側(cè)緩存540作為所述接收單元530的外部緩存，主要用于按通道緩存經(jīng)所述發(fā)送單元510發(fā)送調(diào)度的輸出數(shù)據(jù)，以等待被所述作為接收設(shè)備的物理層設(shè)備300接收。
并且，所述發(fā)送側(cè)緩存520和/或所述接收側(cè)緩存540可采用任何一種可用于數(shù)據(jù)緩存的器件/裝置，比如SDRAM(Synchronous DynamicRandom Access Memory，同步動態(tài)隨機存儲器)，SRAM(Static RandomAccess Memory，靜態(tài)隨機存儲器)，F(xiàn)IFO(First In First Out)緩存，或內(nèi)存條等。
這樣，與為每個通道內(nèi)建獨立發(fā)送/接收FIFO緩存的現(xiàn)有通用SPI4.2接口相比，由于無需在芯片內(nèi)部建立龐大的緩存資源，使得本發(fā)明不僅大大降低了SPI4.2接口的設(shè)計成本，更重要的是還有效擴展了SPI4.2接口所能支持的通道數(shù)目；而與多個通道共用發(fā)送/接收FIFO緩存的另一種現(xiàn)有SPI4.2接口相比，由于各所述通道的停止/允許數(shù)據(jù)發(fā)送操作互不影響，使得本發(fā)明能夠有效避免隊頭阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。
對于上述本發(fā)明所提供數(shù)據(jù)傳輸裝置500，其中所述發(fā)送單元510和所述接收單元530作為所述多通道接口(圖2中具體例示為SPI4.2接口)的外圍輔助流控器件，可采用CPU(Central Processing Unit，中央處理器)或FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)等來實現(xiàn)。下面將參照圖5詳細(xì)介紹所述發(fā)送單元510和所述接收單元530的具體實施方式
。
比較圖2和圖5可知，本發(fā)明所提供數(shù)據(jù)傳輸裝置第二實施例可看作上述第一實施例的優(yōu)選實施方式。且如圖5所示，在本發(fā)明所提供數(shù)據(jù)傳輸裝置第二實施例中，所述發(fā)送單元510包括發(fā)送緩存管理模塊511和流控解析模塊514成；類似地，所述接收單元530包括接收緩存管理模塊512和流控產(chǎn)生模塊513。其中所述接收緩存管理模塊512與所述接收設(shè)備(圖5中未示出)、所述多通道接口(圖5中具體例示為SPI4.2接口200)和所述接收側(cè)緩存520相連，用于接收所述SPI4.2接口200轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，并按通道將該數(shù)據(jù)存放到所述接收側(cè)緩存540中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)以待被所述接收設(shè)備接收，同時記錄所述接收側(cè)緩存540中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量。
所述流控產(chǎn)生模塊513與所述接收緩存管理模塊512和所述多通道接口相連(圖5中具體例示為SPI4.2接口200)，用于根據(jù)所述接收緩存管理模塊512對所述接收側(cè)緩存540中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)容量的記錄產(chǎn)生各所述通道的流控信息，并將所述流控信息輸出至所述SPI4.2接口200。
所述流控解析模塊514與所述發(fā)送緩存管理模塊511和所述多通道接口(圖5中具體例示為SPI4.2接口200)相連，用于接收所述SPI4.2接口200轉(zhuǎn)發(fā)的各所述通道的流控信息，并分別解析所述流控信息為允許或停止相應(yīng)通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
所述發(fā)送緩存管理模塊511與所述發(fā)送設(shè)備(圖5中未示出)、所述多通道接口(圖5中具體例示為SPI4.2接口200)和所述發(fā)送側(cè)緩存520相連，用于接收所述發(fā)送設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)和經(jīng)所述SPI4.2接口200轉(zhuǎn)發(fā)的各通道流控信息，并按通道將所述發(fā)送設(shè)備輸出數(shù)據(jù)存放到所述發(fā)送側(cè)緩存520中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)，同時根據(jù)所述流控信息調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存520中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述SPI4.2接口200的操作。
這樣，對所述發(fā)送單元510和所述接收單元530而言，其中對所述發(fā)送側(cè)緩存520和所述接收側(cè)緩存540進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的操作分別具體由所述發(fā)送緩存管理模塊511和所述接收緩存管理模塊512執(zhí)行，而其中對上述數(shù)據(jù)讀寫進(jìn)行控制的操作則具體由所述流控產(chǎn)生模塊513和所述流控解析模塊514執(zhí)行。也就是說，所述流控產(chǎn)生模塊513用于產(chǎn)生各所述通道的流控信息，且其產(chǎn)生各所述通道的流控信息的主要根據(jù)為所述接收緩存管理模塊512對所述接收側(cè)緩存540中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)待接收數(shù)據(jù)容量的記錄；而所述流控解析模塊514用于解析接收到的各所述通道的流控信息，并根據(jù)所述解析結(jié)果控制所述發(fā)送緩存管理模塊511允許或停止該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
更具體地說，所述流控產(chǎn)生模塊513中設(shè)置有各所述通道的停止發(fā)送閾值和允許發(fā)送閾值，這樣當(dāng)所述流控產(chǎn)生模塊513經(jīng)由所述接收緩存管理模塊512發(fā)現(xiàn)所述接收側(cè)緩存540中某通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量高于該通道的停止發(fā)送閾值時，則相應(yīng)地產(chǎn)生一個停止發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息，并將該流控信息經(jīng)由所述SPI4.2接口200反饋至所述發(fā)送單元510。隨后，所述流控解析模塊514經(jīng)由所述SPI4.2接口200獲得該流控信息后，解析該流控信息獲知此時需停止發(fā)送該通道的數(shù)據(jù)，則據(jù)此通知所述發(fā)送接收緩存管理模塊511停止該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
當(dāng)所述流控產(chǎn)生模塊513經(jīng)由所述接收緩存管理模塊512發(fā)現(xiàn)所述接收側(cè)緩存540中某通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量低于該通道的允許發(fā)送閾值時，則相應(yīng)地產(chǎn)生一個允許發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息，并將該流控信息同樣經(jīng)由所述SPI4.2接口200反饋至所述發(fā)送單元510。隨后，所述流控解析模塊514經(jīng)由所述SPI4.2接口200獲得該流控信息后，解析該流控信息獲知此時需允許發(fā)送該通道的數(shù)據(jù)，則據(jù)此通知所述發(fā)送緩存管理模塊511允許該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
需要說明的是雖然如上所述，所述停止發(fā)送閾值和所述允許發(fā)送閾值設(shè)置在所述流控產(chǎn)生模塊513中，由所述流控產(chǎn)生模塊513來進(jìn)行比較緩存數(shù)據(jù)容量和閾值的操作；但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，所述停止發(fā)送閾值和所述允許發(fā)送閾值也可設(shè)置在所述接收緩存管理模塊512中，由所述接收緩存管理模塊來進(jìn)行比較緩存數(shù)據(jù)容量和閾值的操作。也就是說，本發(fā)明并不對所述停止發(fā)送閾值和所述允許發(fā)送閾值的具體設(shè)置地點進(jìn)行限制。
此外，本發(fā)明還提供了應(yīng)用于上述數(shù)據(jù)傳輸裝置的相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸方法，以在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間進(jìn)行多通道的數(shù)據(jù)傳輸，并且圖6給出了該方法的流程示意圖，下面將參照圖2所示本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸裝置對圖6所示各步驟進(jìn)行詳細(xì)解釋。
如圖6所示，在圖2所示數(shù)據(jù)傳輸裝置500中與作為發(fā)送設(shè)備的鏈路層設(shè)備100相連的發(fā)送側(cè)，該方法主要執(zhí)行的步驟有步驟T0，圖2所示發(fā)送單元510接收所述鏈路層設(shè)備100輸出的數(shù)據(jù)；步驟T1，然后，所述發(fā)送單元510按通道將所述鏈路層設(shè)備100的輸出數(shù)據(jù)存放到圖2所示發(fā)送側(cè)緩存520中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)，以待經(jīng)發(fā)送操作調(diào)度輸出至圖2所示作為多通道接口的SPI4.2接口200；步驟T2，同時，所述發(fā)送單元510還接收由所述SPI4.2接口200轉(zhuǎn)發(fā)的流控信息，并根據(jù)各所述通道的流控信息調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存520中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述SPI4.2接口200的操作。
其中，根據(jù)具體流控信息的不同，所述步驟T2有可能具體表現(xiàn)為下列步驟之一步驟T2-0，當(dāng)沒有接收到任何流控信息時，所述發(fā)送單元510根據(jù)預(yù)定調(diào)度策略調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存520中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述SPI4.2接口200的操作；并且，所述預(yù)定調(diào)度策略可為RR調(diào)度策略、也可為WRR調(diào)度策略、還可為WRED調(diào)度策略等；步驟T2-1，當(dāng)接收到停止發(fā)送某所述通道數(shù)據(jù)的流控信息時，所述發(fā)送單元510停止該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作，也即根據(jù)前述預(yù)定調(diào)度策略調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存520中不包括該通道的各允許數(shù)據(jù)發(fā)送操作通道的相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述SPI4.2接口200的操作；步驟T2-2，當(dāng)接收到允許發(fā)送某所述通道數(shù)據(jù)的流控信息時，所述發(fā)送單元510將允許該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作，也即從此刻開始根據(jù)前述預(yù)定調(diào)度策略調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存520中包括該通道的各允許數(shù)據(jù)發(fā)送操作通道的相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述SPI4.2接口200的操作。
同時，如圖6所示，在圖2所示數(shù)據(jù)傳輸裝置500中與作為接收設(shè)備的物理層設(shè)備300相連的接收側(cè)，該方法主要執(zhí)行的步驟有步驟R0，圖2所示接收單元530接收所述SPI4.2接口200輸出的數(shù)據(jù)；步驟R1，然后，所述接收單元530按通道將所述SPI4.2接口200的輸出數(shù)據(jù)存放到圖2所示接收側(cè)緩存540中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)，以待被所述物理層設(shè)備300接收；步驟R2，同時，所述接收單元530還需監(jiān)視所述接收側(cè)緩存540中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量，并根據(jù)所述監(jiān)視結(jié)果產(chǎn)生各所述通道的流控信息后經(jīng)由所述SPI4.2接口200反饋至所述發(fā)送單元510。
其中，優(yōu)選地，所述接收單元530中為各所述通道均分別設(shè)置有相應(yīng)的停止發(fā)送閾值和允許發(fā)送閾值。并且，根據(jù)所述接收側(cè)緩存540中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)容量與所述兩個閾值的比較結(jié)果不同，所述步驟R2有可能具體表現(xiàn)為下列步驟之一步驟R2-1，當(dāng)所述接收側(cè)緩存540中某通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量高于該通道的停止發(fā)送閾值時，所述接收單元530產(chǎn)生停止發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息，并通過所述SPI4.2接口將該流控信息反饋至所述發(fā)送單元510；步驟R2-2，當(dāng)所述接收側(cè)緩存540中某通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量低于該通道的允許發(fā)送閾值時，所述接收單元530產(chǎn)生允許發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息，并通過所述SPI4.2接口將該流控信息反饋至所述發(fā)送單元510。
需要聲明的是，上述發(fā)明內(nèi)容及具體實施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理內(nèi)，當(dāng)可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)傳輸裝置，包括用于在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗤ǖ澜涌冢涮卣髟谟?，該?shù)據(jù)傳輸裝置還包括發(fā)送側(cè)緩存，用于按通道緩存所述發(fā)送設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)；接收側(cè)緩存，用于按通道緩存等待輸入所述接收設(shè)備的數(shù)據(jù)；發(fā)送單元，與所述發(fā)送設(shè)備、所述多通道接口和所述發(fā)送側(cè)緩存相連，用于接收所述發(fā)送設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)，按通道將該數(shù)據(jù)存放到所述發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)，同時根據(jù)各所述通道的流控信息調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述多通道接口的操作；接收單元，與所述接收設(shè)備、所述多通道接口和所述接收側(cè)緩存相連，用于接收所述多通道接口輸出的數(shù)據(jù)，按通道將該數(shù)據(jù)存放到所述接收側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)以待被所述接收設(shè)備接收，并根據(jù)所述接收側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量產(chǎn)生各所述通道的流控信息后經(jīng)所述多通道接口反饋至所述發(fā)送單元。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，所述接收單元中設(shè)置有各所述通道的停止發(fā)送閾值和允許發(fā)送閾值，其中當(dāng)所述接收側(cè)緩存中某個所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量高于該通道的停止發(fā)送閾值時，則產(chǎn)生停止發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息；當(dāng)所述接收側(cè)緩存中某個所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量低于該通道的允許發(fā)送閾值時，則產(chǎn)生允許發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，所述接收單元包括接收緩存管理模塊，與所述接收設(shè)備、所述多通道接口和所述接收側(cè)緩存相連，用于接收所述多通道接口轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，按通道將該數(shù)據(jù)存放到所述接收側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)以待被所述接收設(shè)備接收，并記錄所述接收側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量；流控產(chǎn)生模塊，與所述接收緩存管理模塊和所述多通道接口相連，用于根據(jù)所述接收緩存管理模塊對所述接收側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)容量的記錄產(chǎn)生各所述通道的流控信息，并將所述流控信息輸出至所述多通道接口。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，所述發(fā)送單元包括流控解析模塊，與所述發(fā)送緩存管理模塊和所述多通道接口相連，用于接收所述多通道接口轉(zhuǎn)發(fā)的各所述通道的流控信息，并分別解析所述流控信息為允許或停止相應(yīng)通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作；發(fā)送緩存管理模塊，與所述發(fā)送設(shè)備、所述多通道接口和所述發(fā)送側(cè)緩存相連，用于接收所述發(fā)送設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)和所述多通道接口轉(zhuǎn)發(fā)的流控信息，按通道將所述發(fā)送設(shè)備輸出數(shù)據(jù)存放到所述發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)，同時根據(jù)所述流控信息調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述多通道接口的操作。
5.如權(quán)利要求1至4任一所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，所述多通道接口為SPI4.2接口。
6.如權(quán)利要求1至4任一所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，所述發(fā)送側(cè)緩存和/或所述接收側(cè)緩存為同步動態(tài)隨機存儲器，或者為靜態(tài)隨機存儲器，或者為FIFO寄存器，或者為內(nèi)存條。
7.一種數(shù)據(jù)傳輸方法，以在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間進(jìn)行多通道的數(shù)據(jù)傳輸，其特征在于，該方法包括步驟T1，按通道將所述發(fā)送設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)存放到發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)；步驟T2，根據(jù)各所述通道的流控信息調(diào)度并執(zhí)行將所述發(fā)送側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至多通道接口的操作；步驟R1，按通道將所述多通道接口的輸出數(shù)據(jù)存放到接收側(cè)緩存中各所述通道的相應(yīng)空間內(nèi)，以等待輸入所述接收設(shè)備；步驟R2，根據(jù)所述接收側(cè)緩存中各所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量，產(chǎn)生各所述通道的流控信息。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述步驟R2具體包括步驟R2-1，當(dāng)所述接收側(cè)緩存中某所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量高于該通道的停止發(fā)送閾值時，產(chǎn)生停止發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息；步驟R2-2，當(dāng)所述接收側(cè)緩存中某所述通道相應(yīng)空間內(nèi)的數(shù)據(jù)容量低于該通道的允許發(fā)送閾值時，產(chǎn)生允許發(fā)送該通道數(shù)據(jù)的流控信息。
9.如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述步驟T2具體包括有步驟T2-1，當(dāng)接收到停止發(fā)送某所述通道數(shù)據(jù)的流控信息時，停止該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作；步驟T2-2，當(dāng)接收到允許發(fā)送某所述通道數(shù)據(jù)的流控信息時，允許該通道的數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
10.如權(quán)利要求7至9任一所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述多通道接口為SPI4.2接口。
全文摘要
支持多通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸裝置，包括在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗤ǖ澜涌?，還包括發(fā)送側(cè)緩存；接收側(cè)緩存；發(fā)送單元，與所述發(fā)送設(shè)備、多通道接口和發(fā)送側(cè)緩存相連，用于將發(fā)送設(shè)備輸出數(shù)據(jù)按通道存放到發(fā)送側(cè)緩存、并根據(jù)各通道流控信息調(diào)度發(fā)送側(cè)緩存中數(shù)據(jù)發(fā)送至多通道接口；接收單元，與多通道接口、接收側(cè)緩存和接收設(shè)備相連，用于將多通道接口輸出數(shù)據(jù)按通道存放到接收側(cè)緩存以待輸入接收設(shè)備、并根據(jù)接收側(cè)緩存中各通道緩存數(shù)據(jù)的容量產(chǎn)生相應(yīng)流控信息；以及應(yīng)用上述數(shù)據(jù)傳輸裝置的相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸方法。本發(fā)明通過外部緩存有效擴展了諸如SPI4.2之類多通道接口所能支持的通道數(shù)量，并能避免隊頭堵塞現(xiàn)象的出現(xiàn)。
文檔編號H04L29/10GK101039270SQ20071008559
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者王昕 申請人:杭州華為三康技術(shù)有限公司