本發(fā)明涉及一種緩存動態(tài)分配的方法以及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

所謂數(shù)據(jù)幀，就是數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，它包括三部分：幀頭，數(shù)據(jù)，幀尾。其中，幀頭和幀尾包含一些必要的控制信息，如同步信息、地址信息、差錯控制信息等；數(shù)據(jù)部分則包含網(wǎng)絡(luò)層傳下來的數(shù)據(jù)，比如IP數(shù)據(jù)報文；在發(fā)送端，數(shù)據(jù)鏈路層把網(wǎng)絡(luò)層傳下來的數(shù)據(jù)封裝成幀，然后發(fā)送到鏈路上去；在接收端，數(shù)據(jù)鏈路層把收到的幀中的數(shù)據(jù)取出并交給網(wǎng)絡(luò)層。不同的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議對應(yīng)著不同的幀，所以，幀有多種，比如PPP幀、MAC幀等，其具體格式也不盡相同。

如下圖1所示，待發(fā)送數(shù)據(jù)是以幀的形式存放在內(nèi)存當(dāng)中，DMAC通過接口將待發(fā)送數(shù)據(jù)從內(nèi)存搬移到發(fā)送緩存當(dāng)中，發(fā)送控制模塊從發(fā)送緩存當(dāng)中取出待發(fā)送數(shù)據(jù)進行發(fā)送。

緩存欠載(Underrun)：正在發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，由于當(dāng)前數(shù)據(jù)幀還沒有發(fā)送結(jié)束，但是發(fā)送數(shù)據(jù)緩存內(nèi)沒有待發(fā)送數(shù)據(jù)時，這種現(xiàn)象稱之為Underrun。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)當(dāng)中，發(fā)生這種現(xiàn)象會嚴(yán)重影響傳輸效率，需要盡最大努力杜絕這種現(xiàn)象發(fā)生。

數(shù)據(jù)存儲轉(zhuǎn)發(fā)：存儲轉(zhuǎn)發(fā)是指將內(nèi)存中的一幀數(shù)據(jù)搬移到發(fā)送緩存當(dāng)中后，發(fā)送控制模塊才開始發(fā)送數(shù)據(jù)，這種方式可以完全杜絕Underrun現(xiàn)象。但是它要求發(fā)送緩存至少能存一幀數(shù)據(jù)，因此需要的緩存容量比較大。如果發(fā)送的通道數(shù)量增多，那么就要求發(fā)送緩存的數(shù)量相應(yīng)增大。

數(shù)據(jù)分片傳輸：傳統(tǒng)的分片傳輸是指當(dāng)發(fā)送緩存內(nèi)有數(shù)據(jù)時，發(fā)送控制模塊就開始往外發(fā)送數(shù)據(jù)。這種做法存在一種危險，當(dāng)發(fā)送緩存內(nèi)只有少量數(shù)據(jù)時，就開始往外發(fā)送數(shù)據(jù)，此時，如果DMAC由于接口帶寬受限制，不能及時往緩存內(nèi)寫待發(fā)送數(shù)據(jù)，就很容易造成緩存欠載(Underrun)。

DMAC：DMA(Direct Memory Access Controller，直接內(nèi)存存取控制器)，它可以主動發(fā)起對內(nèi)存的直接訪問，對內(nèi)存直接讀寫。

接口：這里說的接口是指CPU與外部之間的通訊接口。例如：PCI接口、PCIE接口等。

數(shù)據(jù)幀發(fā)送狀態(tài)：當(dāng)前數(shù)據(jù)幀處于正在發(fā)送狀態(tài)，此時稱數(shù)據(jù)幀處于發(fā)送狀態(tài)；如果一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束，則稱之為處于空閑狀態(tài)。

多通道復(fù)用端口：這里是指一個端口有指定的數(shù)據(jù)傳輸速率，但在不同的時間段分配給不同的通道使用。

時隙分配：這里是指在一定時間段內(nèi)，劃分多個不同的時間片，將該時間片稱之為時隙，多個時隙構(gòu)成了這樣的一個時間段。將每個時隙設(shè)置上通道號，這樣的設(shè)置稱之為時隙分配。多通道復(fù)用的端口，是通過時隙分配達到不同的通道分配不同的帶寬。時隙分配越多的通道，所獲得端口的帶寬的百分比就越大。如CE1當(dāng)中，數(shù)據(jù)帶寬為2.048Mbit/S。即，約488ns傳輸1bit數(shù)據(jù)。一般將125us(8K)指定時間段，分32等分，每個等分為1個時隙，可以分配給1個通道。

現(xiàn)有的緩存分配方法，一般是每個通道分配固定的緩存大小。當(dāng)通道數(shù)增加時，就會造成總的緩存需求增加，這樣做法有以下幾個缺點：

如果每個通道都采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式，那么通道數(shù)多的時候，就會導(dǎo)致需要的緩存容量非常大，這將會直接導(dǎo)致成本的增加；

如果每個通道都采用分片傳輸?shù)姆绞?，容易造成緩存大小與帶寬不匹配。特別是在長幀(幀長度大于緩存容量)傳輸時，若某個通道分配的時隙多，那么就會造成讀緩存的速度增大，就會造成出現(xiàn)Underrun的幾率增大；若某個通道分配的時隙少，那么就會造成讀緩存的速度慢，這樣相對速率快的通道，分配給速率低的通道的緩存就有可能造成浪費；若某個通道在某些環(huán)境下不使用，那么就會造成這個通道的緩存浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種緩存動態(tài)分配的方法以及系統(tǒng)，通過動態(tài)分配各通道的緩存，將速率快的通道多分配一些緩存，而將速率低的通道少分配一些緩存，未使用的通道不分配緩存，可以大大減少出現(xiàn)緩存欠載的幾率及緩存的浪費。

本發(fā)明之一是這樣實現(xiàn)的：一種緩存動態(tài)分配的方法，包括如下步驟：

步驟1、獲取端口的時隙配置表；

步驟2、根據(jù)所述時隙配置表分配每個通道的緩存。

進一步地，所述時隙配置表包括每個通道分配的時隙個數(shù)。

進一步地，所述步驟2進一步具體為：將總緩存除以時隙總數(shù)得到平均值，之后將每個通道分配的時隙個數(shù)乘以平均值得到每個通道所需分配的緩存值，根據(jù)得到的緩存值對每個通道進行分配。

本發(fā)明之二是這樣實現(xiàn)的：一種緩存動態(tài)分配的系統(tǒng)，包括如下模塊：

獲取模塊，獲取端口的時隙配置表；

分配模塊，根據(jù)所述時隙配置表分配每個通道的緩存。

進一步地，所述時隙配置表包括每個通道分配的時隙個數(shù)，以及時隙總數(shù)。

進一步地，所述分配模塊進一步具體為：將總緩存除以時隙總數(shù)得到平均值，之后將每個通道分配的時隙個數(shù)乘以平均值得到每個通道所需分配的緩存值，根據(jù)得到的緩存值對每個通道進行分配。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：本發(fā)明一種緩存動態(tài)分配的方法以及系統(tǒng)，通過動態(tài)分配各通道的緩存，將速率快的通道多分配一些緩存，而將速率低的通道少分配一些緩存，未使用的通道不分配緩存，合理地分配有限的緩存資源，避免緩存的浪費，同時可以大大降低數(shù)據(jù)傳輸過程當(dāng)中出現(xiàn)Underrun的幾率，提高數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)陌踩裕曳椒ㄔ砗唵?，容易實現(xiàn)。

附圖說明

下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1為現(xiàn)有的數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖。

圖2為本發(fā)明方法執(zhí)行流程圖。

具體實施方式

如圖2所示，本發(fā)明緩存動態(tài)分配的方法，包括如下步驟：

步驟1、獲取端口的時隙配置表，所述時隙配置表包括每個通道分配的時隙個數(shù)；

步驟2、將總緩存除以時隙總數(shù)得到平均值，之后將每個通道分配的時隙個數(shù)乘以平均值得到每個通道所需分配的緩存值，根據(jù)得到的緩存值對每個通道進行分配。

本發(fā)明緩存動態(tài)分配的系統(tǒng)，包括如下模塊：

獲取模塊，獲取端口的時隙配置表，所述時隙配置表包括每個通道分配的時隙個數(shù)，以及時隙總數(shù)；

分配模塊，將總緩存除以時隙總數(shù)得到平均值，之后將每個通道分配的時隙個數(shù)乘以平均值得到每個通道所需分配的緩存值，根據(jù)得到的緩存值對每個通道進行分配。

本發(fā)明一種具體實施方式:

以下以32個時隙32個通道配置為例，進行說明；

在實際應(yīng)用當(dāng)中，要對通道進行時隙分配就需要有時隙配置表，分配的時隙個數(shù)越多代表通道速率越快，假如時隙配置如表1所示：

表1時隙配置表

分配結(jié)束后對表1進行時隙掃描，我們可以得到每個通道的時隙個數(shù)，如通道0分配3個時隙，通道1分配5個時隙，通道6分配0個時隙，得到各個通道的時隙個數(shù)統(tǒng)計如表2所示：

表2通道時隙個數(shù)

端口的緩存大小是固定的，如2K字節(jié)。如果有32個時隙，則每個時隙可分配64字節(jié)緩存，通道的緩存大?。?4*時隙個數(shù)，如通道1分配的緩存＝64*3＝192字節(jié)，通道6分配的時隙個數(shù)為0，分配的緩存為0個字節(jié)，根據(jù)這個分配規(guī)則，各通道緩存分配如表3所示：

表3通道動態(tài)緩存分配

通道速率與分配的時隙個數(shù)成正比，時隙個數(shù)越多，通道速率越快，相應(yīng)分配的緩存就越多；時隙個數(shù)越少，通道速率越慢，相應(yīng)分配的緩存就越少；時隙個數(shù)為0，則該通道分配的緩存為0。在實際應(yīng)用過程當(dāng)中，端口緩存大小與時隙個數(shù)根據(jù)系統(tǒng)實際情況可做調(diào)整，具體每個端口可用的時隙個數(shù)是靈活可變的，本專利不做限制。

優(yōu)點說明：

緩存的大小與通道的速率成正比。

避免速率低的通道分配太多緩存造成存儲資源浪費；

避免未分配時隙的通道也占用緩存，造成緩存資源的浪費；

避免速率高的通道分配太少緩存，造成因為存儲資源不夠引起的緩存欠載；

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護的范圍內(nèi)。