高效以太網數據幀包fifo實現方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數據的處理方法，特別是一種數據幀的FIFO處理方法。
【背景技術】
[0002]現有以太網介質訪問控制層(MAC)對以太網PHY的數據存儲時通常使用包先入先出緩存(FIFO)，為了提高數據處理速度，通常使用乒乓緩存(PING-PONG FIFO)，每個FIFO的深度至少是一個最長以太網數據幀長。而在實際數據傳輸過程中，數據并非在任何情況下都以最大幀長進行傳輸，在短幀傳輸的過程中，會造成較大的資源浪費，同時PING-PONGFIFO的控制部分也比較復雜。
[0003]以太網幀數據由10比特數據組成，最高比特位為I表示幀結束，次高比特位為I表示幀開始，低8位比特位表示傳輸的數據。在寫使能有效的情況下，每個時鐘的上升沿將數據存儲到FIFO中。
[0004]傳統(tǒng)FIFO的工作特性是，無論幀長占用FIFO空間的多少，一個幀結束后就不能再寫入數據，直到FIFO中的數據被處理完成，這樣會浪費存儲空間。
[0005]為了加快數據處理速率，通常會使用兩塊FIF0，如附圖1所示，當其中一個FIFO寫入數據完成之后，由控制單元將寫數據的控制權交給另一個FIFO。同時后級處理單元可以從前一個FIFO中讀出數據，這樣依次交替循環(huán)進行讀寫操作。
【發(fā)明內容】
[0006]發(fā)明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本發(fā)明提供了一種僅使用一個FIFO和一個幀計數器的方案實現與乒乓緩存同等功能的方法。
[0007]技術方案:為實現上述目的，本發(fā)明的高效以太網數據幀包FIFO實現方法僅使用一個FIFO和一個幀計數器，所述FIFO用于緩存以太網數據幀，所述以太網數據幀每個數據單元包含十個數據位，其中高二位為幀狀態(tài)標志位，低八位為以太網數據幀的一個字節(jié)，所述幀狀態(tài)標志位的00、01、10、11四種標識狀態(tài)分別對應以太網數據幀的第二至倒數第三個字節(jié)、數據幀起始字節(jié)、數據幀的倒數第二個字節(jié)以及數據幀的結束字節(jié)四種數據中的一種。
[0008]進一步地，所述FIFO的深度滿足MAC處理數據的需求。
[0009]進一步地，使用同步SRAM做為FIFO的存儲單元。
[0010]有益效果:本發(fā)明的高效以太網數據幀包FIFO實現方法僅使用一個FIFO即實現了數據幀的高效存儲與處理，通過對以太網數據幀的倒數第二字節(jié)進行特殊標記，在不需要解析以太網數據幀內容的情況下，快速從FIFO中截取完整的以太網數據幀，節(jié)約電路資源，提高數據處理速度，適用于更多的應用場合。
【附圖說明】
[0011]附圖1為兩塊FIFO循環(huán)讀取數據幀的原理圖；
[0012]附圖2為使用傳統(tǒng)方法時FIFO中數據幀的讀取原理圖以及各數據部分的數據狀態(tài)標志；
[0013]附圖3為使用本發(fā)明方法時FIFO中數據幀的讀取原理圖以及各數據部分的數據狀態(tài)標志；
[0014]附圖4為FIFO的數據組織結構。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0016]本發(fā)明提出通過對以太網數據幀倒數第二字節(jié)進行特殊標記的方式，僅使用一個FIFO和一個幀計數器的方案實現與PING-PONG FIFO同等功能的方法。FIFO的深度滿足MAC處理數據的需求即可。
[0017]在大多數的應用場景下，使用同步SRAM做為FIFO的存儲單元，其特性是在時鐘的上升沿給出讀有效信號，在下一個時鐘的上升沿可以從SRAM的輸出端口采樣到穩(wěn)定的數據。
[0018]以太網數據以字節(jié)為單位，即8位數據位，而通常在存儲數據的時候使用10位數據位，多出的2位分別用于標志幀開始和幀結束。這樣數據分成3種類型，幀開始(次高比特位)，幀結束(最高比特位)，中間數據。
[0019]在使用一個FIFO時，FIFO中可能會有多個以太網數據幀，只有當幀的最后一個數據被讀出來以后才能知道是不是幀的結束，但對于判斷是否還需要立即讀下一個數據來說，這實際上已經晚了。如圖2所示，在讀出幀結束數據的時刻(rdata的高2位是10)，來不及判定是不是需要繼續(xù)讀數據，除非此時這個FIFO已經空了。
[0020]前面指出，有2位用于標志幀狀態(tài)的標志位實際上只使用了 3種狀態(tài)，我們可以使用第4種狀態(tài)11標記倒數第二字節(jié)。如圖3所示，這樣就比較容易判定下一時刻是否還需要繼續(xù)讀數據了。
[0021]使用上述方法，用一個FIFO即可實現現有方案的功能和效率，節(jié)約了一半的資源。
[0022]附圖4所示為FIFO的數據組織結構，bit[9:8]是表示數據幀的高二位，作為數據狀態(tài)標志來表示數據在一幀中的位置，bit[7:0]表示數據幀的低八位。如圖4所示，bit [9:8]為01的時候，bit [7:0]表示一幀數組的開始，而bit [9:8]為10的時候，bit [7:0]表示一幀數組的結束，這里使用bit[9:8]為11的時候表示一幀數據的倒數第二字節(jié)，而bit [9:8]為00的時候表示數據處理一幀的2?n-2字節(jié)(假設一幀數據有η個字節(jié))。
[0023]本發(fā)明的高效以太網數據幀包FIFO實現方法僅使用一個FIFO即實現了數據幀的高效存儲與處理，通過對以太網數據幀的倒數第二字節(jié)進行特殊標記，在不需要解析以太網數據幀內容的情況下，快速從FIFO中截取完整的以太網數據幀，節(jié)約電路資源，提高數據處理速度，適用于更多的應用場合。
[0024]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種高效以太網數據幀包FIFO實現方法，其特征在于:僅使用一個FIFO和一個幀計數器，所述FIFO用于緩存以太網數據幀，所述以太網數據幀每個數據單元包含十個數據位，其中高二位為幀狀態(tài)標志位，低八位為以太網數據幀的一個字節(jié)，所述幀狀態(tài)標志位的00、01、10、11四種標識狀態(tài)分別對應以太網數據幀的第二至倒數第三個字節(jié)、數據幀起始字節(jié)、數據幀的倒數第二個字節(jié)以及數據幀的結束字節(jié)四種數據中的一種。2.根據權利要求1所述的高效以太網數據幀包FIFO實現方法，其特征在于:所述FIFO的深度滿足MAC處理數據的需求。3.根據權利要求1所述的高效以太網數據幀包FIFO實現方法，其特征在于:使用同步SRAM做為FIFO的存儲單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效以太網數據幀包FIFO實現方法，僅使用一個FIFO和一個幀計數器，所述FIFO用于緩存以太網數據幀，所述以太網數據幀每個數據單元包含十個數據位，其中高二位為幀狀態(tài)標志位，低八位為以太網數據幀的一個字節(jié)，所述幀狀態(tài)標志位的00、01、10、11四種標識狀態(tài)分別對應以太網數據幀的第二至倒數第三個字節(jié)、數據幀起始字節(jié)、數據幀的倒數第二個字節(jié)以及數據幀的結束字節(jié)四種數據中的一種。本發(fā)明的高效以太網數據幀包FIFO實現方法僅使用一個FIFO即實現了數據幀的高效存儲與處理，通過對以太網數據幀的倒數第二字節(jié)進行特殊標記，在不需要解析以太網數據幀內容的情況下，快速從FIFO中截取完整的以太網數據幀，節(jié)約電路資源，提高數據處理速度，適用于更多的應用場合。
【IPC分類】H04L12/863, H04L29/08
【公開號】CN105141548
【申請?zhí)枴緾N201510435832
【發(fā)明人】馮廣影, 黃鋒, 李焱
【申請人】江蘇技睿通信科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月22日