專利名稱：實(shí)現(xiàn)atm通用物理測(cè)試和操作接口流量整形的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)流量控制技術(shù)，更具體的說(shuō)，是一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)在ATM信元傳輸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行流量控制的方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求的高速發(fā)展，對(duì)ATM網(wǎng)絡(luò)的接入需求也快速發(fā)展。在ATM網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)傳輸流量的增加，必然導(dǎo)致在一些接入設(shè)備，或傳輸設(shè)備上信元流量的急劇增加。尤其是突發(fā)信元的流量，如果不采取任何措施進(jìn)行控制，將會(huì)導(dǎo)致信元傳輸阻塞和ATM專用芯片的處理能力降低。為了使信元的流量滿足要求，需要對(duì)信元緩存，并控制與專用芯片間信元傳輸?shù)淖钚￠g隔，達(dá)到控制流量的目的。
專利號(hào)為96195299.7的中國(guó)專利公開(kāi)了一種“ATM流量調(diào)節(jié)”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)的是給每個(gè)源或連接提供一個(gè)特定的峰值速率，通過(guò)控制發(fā)送隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)。但采用該申請(qǐng)的方法，在經(jīng)過(guò)一些接入和傳輸節(jié)點(diǎn)后，某些節(jié)點(diǎn)處仍然會(huì)有峰值速率出現(xiàn)；另外，它并未涉及解決具體在ATM通用物理測(cè)試和操作接口(即UTOPIA接口)上傳輸信元時(shí)的接口匹配問(wèn)題，而且主要流量控制處理都必須由中央處理器參與控制，加大了主處理器的負(fù)擔(dān)，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度，并且降低了系統(tǒng)的可靠性。
專利號(hào)為6,018,518的美國(guó)專利“Flow control in a cell switchedcommunication system”(蜂窩交換通信系統(tǒng)中的流量控制)中，公開(kāi)了一種流量控制和信元交換系統(tǒng)，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中插入RM(Resource management，資源管理)信元，獲得帶寬信息，進(jìn)而通過(guò)控制發(fā)送隊(duì)列的方法來(lái)控制源端信元發(fā)送速率，達(dá)到對(duì)流量的控制。但是，這種方法只是對(duì)源端信元發(fā)送速率加以控制，并未提出在物理鏈路傳輸過(guò)程中和各節(jié)點(diǎn)處網(wǎng)絡(luò)流量控制的具體方法。雖然控制了信元的平均速率，但是在經(jīng)過(guò)一些接入和傳輸節(jié)點(diǎn)后，信元的突發(fā)峰值速率將會(huì)大幅增加，仍然會(huì)導(dǎo)致某些專用芯片的處理能力下降，而且響應(yīng)速度慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)ATM通用物理測(cè)試和操作接口流量整形的方法，可以在ATM信元傳輸?shù)囊恍┕?jié)點(diǎn)處，以ATM通用物理測(cè)試和操作接口傳輸信元時(shí)，對(duì)接收的突發(fā)信元進(jìn)行流量整形，提高業(yè)務(wù)板專用芯片的可靠性。本發(fā)明還要提供一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)ATM通用物理測(cè)試和操作接口流量整形的方法，包括從物理接口接收信元及向交換接口發(fā)送信元的流程，其中所述從物理接口接收信元的流程包括以下步驟(a)檢測(cè)是否有足夠的信元緩存空間，如果有，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；(b)根據(jù)接收時(shí)序接收信元；(c)將接收的信元存入信元緩存器中；所述向交換接口發(fā)送信元的流程包括以下步驟(d)完成一次信元的發(fā)送后，等待設(shè)定的時(shí)間間隔后，執(zhí)行下一步；(e)檢測(cè)所述信元緩存器中是否有信元，如果有，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；(f)將信元從信元緩存器中讀出；(g)根據(jù)發(fā)送時(shí)序發(fā)送信元。
進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)ATM傳輸節(jié)點(diǎn)發(fā)送信元的流量整形，上述方法還包括從交換接口接收信元及向物理接口發(fā)送信元的流程，所述從交換接口接收信元的流程和所述從物理接口接收信元的流程的步驟相同，所述向物理接口發(fā)送信元的流程和所述向交換接口發(fā)送信元的流程的步驟相同。
進(jìn)一步地，上述流量整形方法可具有以下特點(diǎn)所述步驟(d)中完成一次信元的發(fā)送后，根據(jù)發(fā)送新信元的請(qǐng)求啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)值N后，所述等待的時(shí)間間隔到，N應(yīng)滿足以下要求N≤Nmax＝(Fu×8×47/Fj-2)其中，Nmax為計(jì)數(shù)最大值，F(xiàn)u為UTOPIA總線的時(shí)鐘頻率，F(xiàn)j為交換接口或物理接口器件數(shù)據(jù)收發(fā)的比特率。
進(jìn)一步地，上述流量整形方法可具有以下特點(diǎn)所述步驟(b)中的接收時(shí)序?yàn)樵谑盏酵獠拷涌?指物理接口或者交換接口)發(fā)送信元準(zhǔn)備好的信號(hào)后，將信元接收使能信號(hào)置為有效，在檢測(cè)到信元起始信號(hào)有效后，開(kāi)始接收信元，接收結(jié)束后將信元接收使能信號(hào)置為無(wú)效；或者，所述步驟(b)中的接收時(shí)序?yàn)閷⒔邮招旁獪?zhǔn)備好的信號(hào)置為有效，檢測(cè)到外部信元發(fā)送使能信號(hào)和信元起始信號(hào)有效后，開(kāi)始接收信元，接收結(jié)束后將接收信元準(zhǔn)備好信號(hào)置為無(wú)效。
進(jìn)一步地，上述流量整形方法可具有以下特點(diǎn)所述步驟(g)中的發(fā)送時(shí)序?yàn)闄z測(cè)到外部接口接收信元準(zhǔn)備好的信號(hào)后，將信元發(fā)送使能信號(hào)和信元起始信號(hào)置為有效，開(kāi)始發(fā)送第一個(gè)字節(jié)，然后將信元起始信號(hào)置為無(wú)效，發(fā)送剩余字節(jié)，發(fā)送結(jié)束后將信元發(fā)送使能信號(hào)置為無(wú)效；或者，所述步驟(g)中的發(fā)送時(shí)序?yàn)閷l(fā)送信元準(zhǔn)備好的信號(hào)置為有效，檢測(cè)到外部信元接收使能信號(hào)有效后，將信元起始信號(hào)置為有效，開(kāi)始發(fā)送第一個(gè)字節(jié)，然后將信元起始信號(hào)置為無(wú)效，發(fā)送剩余字節(jié)，發(fā)送結(jié)束后將發(fā)送信元準(zhǔn)備好信號(hào)置為無(wú)效。
本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)ATM通用物理測(cè)試和操作接口流量整形的裝置，應(yīng)用于以ATM通用物理測(cè)試和操作接口傳輸信元的ATM傳輸節(jié)點(diǎn)的物理接口和交換接口之間，包括物理接口信元接收器用于從物理接口接受信元，存入物理接口信元緩存器；物理接口信元寫入緩存控制器用于控制對(duì)物理接口信元接收器中信元的讀取，和將信元存入物理接口信元緩存器；物理接口信元緩存器用于緩存從物理接口接收的信元；交換接口信元讀取緩存控制器用于控制對(duì)物理接口信元緩存器中信元的讀取，和將信元存入交換接口信元發(fā)送器；交換接口發(fā)送速率控制器用于控制從交換接口信元發(fā)送器向交換接口發(fā)送信元的時(shí)間間隔；交換接口信元發(fā)送器用于將信元發(fā)送給交換接口。
進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)ATM傳輸節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信元的流量整形，上述的流量整形裝置還包括交換接口信元接收器用于從交換接口接受信元；交換接口信元寫入緩存控制器用于控制對(duì)交換接口信元接收器中信元的讀取，和將信元存入交換接口信元緩存器；交換接口信元緩存器用于緩存從交換接口接收的信元；物理接口信元讀取緩存控制器用于控制對(duì)交換接口信元緩存器中信元的讀取，和將信元存入物理接口信元發(fā)送器；物理接口發(fā)送速率控制器用于控制從物理接口信元發(fā)送器向物理接口發(fā)送信元的時(shí)間間隔；物理接口信元發(fā)送器用于將信元發(fā)送給物理接口。
進(jìn)一步地，為了使得接口可以靈活的適應(yīng)交換接口UTOPIA的不同傳輸控制要求，上述流量整形裝置還包括接口控制器、寄存器和主從切換控制器，其中所述接口控制器，用于根據(jù)處理器的接口時(shí)序，讀取處理器的配置數(shù)據(jù)，存入所述寄存器，或?qū)⑺黾拇嫫鞯闹递敵鼋o處理器；所述寄存器，用于存儲(chǔ)處理器的配置信息，將ATM通用物理測(cè)試和操作接口的主從控制信息輸出到所述主從切換控制器、物理接口發(fā)送器和物理接口接收器，將流量整形的參數(shù)輸出到物理接口和交換接口的信元發(fā)送速率控制器；所述主從切換控制器，用于根據(jù)主從控制信息，對(duì)交換接口發(fā)送、接收信元和交換接口信元接收器、發(fā)送器之間的控制信號(hào)進(jìn)行主從切換。
進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)調(diào)試過(guò)程中的故障定位功能，上述流量整形裝置還包括環(huán)回切換控制器，所述寄存器還將環(huán)回控制信息輸出至該環(huán)回切換控制器，該環(huán)回切換控制器根據(jù)所述環(huán)回控制信息，決定是否將交換接口信元發(fā)送器的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)環(huán)回給交換接口信元收接器。
進(jìn)一步地，上述流量整形裝置可具有以下特點(diǎn)還包括時(shí)鐘控制器，所述寄存器還將時(shí)鐘模式信息輸出至該時(shí)鐘控制器，所述時(shí)鐘控制器根據(jù)所述時(shí)鐘模式信息，決定ATM通用物理測(cè)試和操作接口時(shí)鐘源是由內(nèi)部分頻產(chǎn)生，還是外部供給，將主時(shí)鐘進(jìn)行二分頻，產(chǎn)生的二分頻時(shí)鐘作為接口的備用時(shí)鐘。
進(jìn)一步地，上述流量整形裝置可具有以下特點(diǎn)所述物理接口和交換接口信元寫入緩存控制器分別用于產(chǎn)生所述物理接口和交換接口信元緩存器的可寫標(biāo)志和寫指針，根據(jù)物理接口和交換接口信元接收器的信元寫入請(qǐng)求，向其輸出相應(yīng)緩存器是否有信元緩存空間的信號(hào)，并向物理接口和交換接口信元緩存器提供寫使能信號(hào)。
進(jìn)一步地，上述流量整形裝置可具有以下特點(diǎn)所述物理接口和交換接口信元讀取緩存控制器分別用于產(chǎn)生所述物理接口和交換接口信元緩存器的可讀標(biāo)志和讀指針，根據(jù)物理接口和交換接口信元發(fā)送器的信元讀取請(qǐng)求，向其輸出相應(yīng)緩存器是否有信元的信號(hào)，并向物理接口和交換接口信元緩存器提供讀使能信號(hào)。
進(jìn)一步地，上述流量整形裝置可具有以下特點(diǎn)所述的交換接口信元緩存器和物理接口信元緩存器均為雙口RAM。
由上可知，本發(fā)明通過(guò)在UTOPIA的物理鏈路中插入緩存，控制峰值信元的接收和發(fā)送速率，達(dá)到對(duì)信元的發(fā)送和接收速率進(jìn)行進(jìn)一步平滑的作用，尤其是降低了突發(fā)信元的流量。本發(fā)明的流量整形處理全部采用硬件實(shí)現(xiàn)，保證了信元的高速處理能力和信元流量控制的精確性，使中央處理器能夠脫離具體每個(gè)信元的流量控制操作，降低了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難度和提高了系統(tǒng)的可靠性。此外，UTOPIA的主從轉(zhuǎn)換功能，使得接口可以靈活的適應(yīng)交換接口UTOPIA的不同傳輸控制要求；而環(huán)回控制功能則增加了調(diào)試過(guò)程中的故障定位功能。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例流量整形裝置的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)Clav信號(hào)輸入輸出切換的局部電路圖；圖3A～圖3D是本發(fā)明實(shí)施例交換接口信元發(fā)送器發(fā)送信元主方式和從方式，交換接口信元接收器接收信元主方式和從方式的流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例交換接口信元發(fā)送速率控制器的處理流程圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例CPU接口控制的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明實(shí)施例流量整形裝置的總體結(jié)構(gòu)圖，用FPGA實(shí)現(xiàn)。圖中的粗線表示數(shù)據(jù)流向，細(xì)線表示控制信號(hào)，虛線框表示外部總線接口。由入方向、出方向上的器件，以及CPU接口器件組成。
如圖所示，在入方向，即信元從物理接口到交換接口的傳輸方向上，包含以下器件物理接口信元接收器11從物理接口的UTOPIA總線上接受信元。與物理接口信元寫入緩存控制器12和物理接口信元緩存器13相連。
物理接口信元寫入緩存控制器12從物理接口信元接收器11中讀取信元，將信元存入物理接口信元緩存器13。與物理接口信元接收器11和物理接口信元緩存器13相連。
物理接口信元緩存器13用于緩存信元。與物理接口信元接收器11、物理接口信元寫入緩存控制器12，交換接口信元讀取緩存控制器14和交換接口信元發(fā)送器16相連。
交換接口信元讀取緩存控制器14從物理接口信元緩存器13中讀取信元，將信元存入交換接口信元發(fā)送器16。與物理接口信元緩存器13和交換接口信元發(fā)送器16相連。
交換接口發(fā)送速率控制器15用于控制交換接口信元發(fā)送器16向交換接口發(fā)送信元的時(shí)間間隔。與交換接口信元發(fā)送器16相連。
交換接口信元發(fā)送器16將信元通過(guò)UTOPIA總線發(fā)送給交換接口。與物理接口信元緩存器13，交換接口信元讀取緩存控制器14，交換接口發(fā)送速率控制器15和主從轉(zhuǎn)換環(huán)回切換控制器34相連。
在出方向，即信元從交換接口到物理接口的傳輸方向上，包含以下器件交換接口信元接收器21從交換接口的UTOPIA總線上接受信元。與主從轉(zhuǎn)換環(huán)回切換控制器34，交換接口信元寫入緩存控制器22，交換接口信元緩存器23相連。
交換接口信元寫入緩存控制器22從交換接口信元接收器21中讀取信元，將信元存入交換接口信元緩存器23。與交換接口信元接收器21和交換接口信元緩存器23相連。
交換接口信元緩存器23緩存信元。與交換接口信元接收器21、交換接口信元寫入緩存控制器22、物理接口信元讀取緩存控制器24和物理接口信元發(fā)送器26相連。
物理接口信元讀取緩存控制器24從交換接口信元緩存器23中讀取信元，將信元存入物理接口信元發(fā)送器26。與交換接口信元緩存器23和物理接口信元發(fā)送器26相連。
物理接口發(fā)送速率控制器25用于控制物理接口信元發(fā)送器26向物理接口發(fā)送信元的時(shí)間間隔。與物理接口信元發(fā)送器26相連。
物理接口信元發(fā)送器26將信元通過(guò)UTOPIA總線發(fā)送給物理接口。與交換接口信元緩存器23、物理接口信元讀取緩存控制器24、物理接口發(fā)送速率控制器25相連。
本實(shí)施例的CPU接口器件用于處理器對(duì)流量整形裝置的配置，包括CPU接口控制器31，用于根據(jù)處理器的接口時(shí)序，讀取處理器的配置數(shù)據(jù)，或?qū)⒓拇嫫髦递敵鼋o處理器；寄存器32，用于存儲(chǔ)CPU的配置信息以及裝置的狀態(tài)，判斷交換的UTOPIA時(shí)鐘是否正常，并將各種配置的控制信息交給各器件；時(shí)鐘控制器33，用于根據(jù)寄存器的控制信息決定UTOPIA接口時(shí)鐘源是由內(nèi)部分頻產(chǎn)生，還是外部供給，將主時(shí)鐘進(jìn)行二分頻，產(chǎn)生的二分頻時(shí)鐘作為備用的UTOPIA時(shí)鐘；主從轉(zhuǎn)換環(huán)回切換控制器34，用于根據(jù)寄存器的UTOPIA主從控制信息，對(duì)交換接口間的UTOPIA控制信號(hào)進(jìn)行主從切換。根據(jù)寄存器的環(huán)回控制信息決定是否將交換接口的信元發(fā)送器16的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)環(huán)回給交換接口的信元收接器21。
從物理接口或者交換接口進(jìn)入本實(shí)施例流量整形裝置的數(shù)據(jù)包，其數(shù)據(jù)處理方法的總體流程包括接收信元的流程和發(fā)送信元的流程，其中，物理接口/交換接口接收信元的流程包括以下步驟物理接口/交換接口信元寫入緩存控制器檢測(cè)物理接口/交換接口信元緩存器是否有足夠空間存放一個(gè)信元，如果有，執(zhí)行下一步；物理接口/交換接口信元接收器根據(jù)接口時(shí)序，接收信元；
物理接口/交換接口信元寫入緩存控制器將接收的信元寫入物理接口/交換接口信元緩存器的雙口RAM。
交換接口/物理接口發(fā)送信元的流程包括以下步驟交換接口/物理接口信元發(fā)送器完成一次信元的發(fā)送后，交換接口/物理接口信元發(fā)送速率控制器根據(jù)發(fā)送新信元請(qǐng)求啟動(dòng)計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)到設(shè)定的時(shí)間間隔后，執(zhí)行下一步；交換接口/物理接口信元讀取緩存控制器檢測(cè)交換接口/物理接口信元緩存器中是否存在至少一個(gè)信元，如果是，執(zhí)行下一步；交換接口/物理接口信元讀取緩存控制器接收到交換接口/物理接口信元發(fā)送器的發(fā)送信元讀取信號(hào)后，從物理接口/交換接口信元緩存器雙口RAM中將信元讀出；交換接口/物理接口信元發(fā)送器根據(jù)發(fā)送時(shí)序，將所述讀出的信元發(fā)送到交換接口/物理接口。
上述流程的接收時(shí)序和發(fā)送時(shí)序與UTOPIA接口的工作模式有關(guān)，本實(shí)施例中，UTOPIA接口分四種模式交換接口信元發(fā)送器、物理接口信元發(fā)送器的發(fā)送信元主方式和從方式；物理接口信元接收器、交換接口信元接收器的接收信元主方式和從方式。
各工作模式之間的切換是通過(guò)流量整形裝置的上述器件和交換接口/物理接口發(fā)送信元或者接收信元之間的Clav，Enable，Soc信號(hào)的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中交換接口/物理接口的發(fā)送信元或接收信元指相應(yīng)接口用于完成發(fā)送或接收功能的模塊。Clav是信元準(zhǔn)備好信號(hào)，表示器件已做好發(fā)送或接收信元的準(zhǔn)備；Enable是信元發(fā)送或接收使能信號(hào)，“0”有效；Soc是信元起始信號(hào)，一個(gè)時(shí)鐘的高電平脈沖有效。
圖2示出了實(shí)現(xiàn)Clav信號(hào)輸入輸出切換的局部實(shí)現(xiàn)電路，當(dāng)流量整形裝置上的接收或發(fā)送器件設(shè)置為接收外部Clav信號(hào)時(shí)，本地的Clav_out使能信號(hào)為0，禁止本地Clav_out信號(hào)輸出，同時(shí)直接對(duì)與該裝置外部信號(hào)相連的雙向Clav信號(hào)線進(jìn)行采樣。當(dāng)流量整形裝置上的接收或發(fā)送器件設(shè)置為輸出Clav信號(hào)時(shí)，本地的Clav_out使能信號(hào)為1，將Clav_out信號(hào)輸出到與該裝置外部信號(hào)相連的雙向Clav信號(hào)線上，從而完成切換。Enable信號(hào)和其它信號(hào)切換的實(shí)現(xiàn)也是類似的，在此不再贅述。
以交換接口和流量整形裝置之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收為例，如果交換接口不環(huán)回，在主模式下交換接收信元的Clav信號(hào)送給交換接口信元發(fā)送器，交換發(fā)送信元的Clav信號(hào)送給交換接口信元接收器；交換接口信元發(fā)送器的Enable信號(hào)作為交換接收信元的Enable信號(hào)，交換接口信元接收器的Enable信號(hào)作為交換發(fā)送信元的Enable信號(hào)；交換接口信元發(fā)送器的Soc信號(hào)和數(shù)據(jù)線作為交換接收方向的Soc信號(hào)和數(shù)據(jù)線，交換發(fā)送方向的Soc信號(hào)和數(shù)據(jù)線作為交換接口信元接收器的Soc信號(hào)和數(shù)據(jù)線。
當(dāng)設(shè)置為交換接口信元發(fā)送器發(fā)送信元主方式時(shí)，交換接口信元發(fā)送器的Enable設(shè)置為輸出，Clav設(shè)置為輸入，其處理流程如圖3A所示，包括以下步驟步驟200，信元發(fā)送結(jié)束后，將Enable置1，同時(shí)向交換接口信元發(fā)送速率控制器提交發(fā)送新信元請(qǐng)求；步驟210，檢測(cè)交換接口信元發(fā)送速率控制器是否允許發(fā)送新信元，如果不允許，則繼續(xù)檢測(cè)，否則執(zhí)行下一步；步驟220，向交換接口信元讀取緩存控制器發(fā)送信元讀取請(qǐng)求信號(hào)；步驟230，檢測(cè)物理接口信元緩存器中是否有信元發(fā)送，如果有，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；步驟240，檢測(cè)外部的Clav信號(hào)是否有效，如果無(wú)效，繼續(xù)檢測(cè)，否則執(zhí)行下一步；步驟250，將Enable信號(hào)置為低，Soc置為高，發(fā)送信元的第一個(gè)字節(jié)；步驟260，下一個(gè)時(shí)鐘周期將Soc置為低，發(fā)送信元剩余字節(jié)；步驟270，判斷信元發(fā)送是否結(jié)束，如果結(jié)束，重新回到步驟200，否則返回步驟260，繼續(xù)發(fā)送。
當(dāng)設(shè)置為交換接口信元接收器接收信元主方式時(shí)，交換接口信元接收器的Enable設(shè)置為輸出，Clav設(shè)置為輸入，其處理流程如圖3C所示，包括以下步驟步驟300，信元接收結(jié)束后將Enable置1；步驟310，向交換接口信元寫入緩存控制器發(fā)送信元寫入請(qǐng)求信號(hào)；步驟320，檢測(cè)交換接口信元緩存器的雙口RAM中是否有足夠空間接收信元，如果沒(méi)有，繼續(xù)檢測(cè)，如果有，執(zhí)行下一步；步驟330，檢測(cè)外部的Clav信號(hào)是否有效，如果無(wú)效，繼續(xù)檢測(cè)，如果有效，執(zhí)行下一步；步驟340，將Enable信號(hào)置為低；步驟350，檢測(cè)外部Soc置是否為高，如果是，執(zhí)行下一步，否則，繼續(xù)檢測(cè)；步驟360，將接收的信元作為第一個(gè)字節(jié)存入交換接口信元緩存器的內(nèi)部雙口RAM，下一個(gè)時(shí)鐘周期接收信元的第二個(gè)字節(jié)，剩余的其它時(shí)鐘周期，接收信元剩余字節(jié)；步驟370，判斷信元是否接收結(jié)束，如果是，回到步驟300，否則返回步驟360，繼續(xù)接收。
如果為交換接口不環(huán)回，在從模式下交換接口信元發(fā)送器的Clav信號(hào)作為交換接收信元的Clav信號(hào)，交換接口信元接收器的Clav信號(hào)作為交換發(fā)送信元的Clav信號(hào)；交換接收信元的Enable信號(hào)送給交換接口信元發(fā)送器，交換發(fā)送信元的Enable信號(hào)送給交換接口信元接收器；交換接口信元發(fā)送器的Soc信號(hào)和數(shù)據(jù)線作為交換接收方向的Soc信號(hào)和數(shù)據(jù)線，交換發(fā)送方向的Soc信號(hào)和數(shù)據(jù)線作為交換接口信元接收器的Soc信號(hào)和數(shù)據(jù)線。
當(dāng)設(shè)置為交換接口信元發(fā)送器發(fā)送信元從方式時(shí)，交換接口信元發(fā)送器的Enable設(shè)置為輸入，Clav設(shè)置為輸出，其處理流程如圖3B所示，包括以下步驟步驟400，信元發(fā)送結(jié)束后將Clav置0，同時(shí)向交換接口信元發(fā)送速率控制器提交發(fā)送新信元請(qǐng)求；步驟410，檢測(cè)交換接口信元發(fā)送速率控制器是否允許發(fā)送新信元，如果允許，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；步驟420，向交換接口信元讀取緩存控制器發(fā)送信元讀取請(qǐng)求信號(hào)；步驟430，檢測(cè)物理接口信元緩存器是否有信元發(fā)送，如果有，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；步驟440，將Clav信號(hào)置1；步驟450，檢測(cè)外部的Enable信號(hào)是否有效(＝0有效)，如果有效，執(zhí)行下一步，否則，繼續(xù)檢測(cè)；步驟460，將Soc置為高，并發(fā)送信元的第一個(gè)字節(jié)；步驟470，下一個(gè)時(shí)鐘周期將Soc置為低，發(fā)送信元剩余字節(jié)；步驟480，判斷信元是否發(fā)送結(jié)束，如果結(jié)束，返回步驟400，否則返回步驟470，繼續(xù)發(fā)送。
當(dāng)設(shè)置為交換接口信元接收器接收信元從方式時(shí)，交換接口信元接收器的Enable設(shè)置為輸入，Clav設(shè)置為輸出，其處理流程如圖3D所示，包括以下步驟步驟500，信元接收結(jié)束后，將Clav置0；步驟510，向交換接口信元寫入緩存控制器發(fā)送信元寫入請(qǐng)求信號(hào)；步驟520，檢測(cè)交換接口信元緩存器的雙口RAM中是否有足夠空間接收信元，如果有，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；步驟530，將Clav置1，進(jìn)入接收信元狀態(tài)；步驟540，檢測(cè)外部的Enable信號(hào)是否有效(為低)且Soc為高，如果是，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；步驟550，將接收的信元作為第一個(gè)字節(jié)存入交換接口信元緩存器的內(nèi)部雙口RAM，下一個(gè)時(shí)鐘周期接收信元的第二個(gè)字節(jié)，剩余的其它時(shí)鐘周期，接收信元剩余字節(jié)；步驟560，判斷信元接收是否結(jié)束，如果結(jié)束，返回步驟500，否則返回步驟550，繼續(xù)接收。
物理接口信元發(fā)送器、接收器發(fā)送或接收信元的主方式和從方式中，其信號(hào)關(guān)系的設(shè)置和處理流程與交換接口信元發(fā)送器、接收器是一致的，只是是和物理接口之間進(jìn)行信號(hào)的傳輸以及數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
本實(shí)施例提供的UTOPIA主從轉(zhuǎn)換功能，使得接口可以靈活的適應(yīng)交換接口UTOPIA的不同傳輸控制要求。
如果為交換接口環(huán)回方式，則將交換接口信元接收器的Clav信號(hào)切換至交換接口信元發(fā)送器；將交換接口信元發(fā)送器的Enable信號(hào)切換至交換接口信元接收器；將交換接口信元發(fā)送器的Soc信號(hào)和數(shù)據(jù)線切換至交換接口信元接收器。交換接口信元發(fā)送器以主方式工作，而交換接口接收器以從方式工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從交換接口發(fā)送器到接收器的直接環(huán)回傳送。當(dāng)然，交換接口信元發(fā)送器以從方式而交換接口接收器以主方式工作也是可以的。環(huán)回控制功能可以在調(diào)試過(guò)程中提供故障定位功能。
交換接口信元發(fā)送速率控制器的處理流程如圖4所示，物理接口信元發(fā)送速率控制器的處理流程也是一樣的，包括以下步驟步驟600，檢測(cè)是否有發(fā)送新信元的請(qǐng)求，如果有，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；步驟610，信元間隙計(jì)數(shù)器加1；步驟620，判斷信元間隙計(jì)數(shù)器值是否等于預(yù)置值N，如果是，執(zhí)行下一步；否則返回步驟610；步驟630，允許新的信元發(fā)送，并且將信元間隙計(jì)數(shù)器值復(fù)位為0，返回步驟600。
通過(guò)以上流程可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信元發(fā)送間隔的控制，其中步驟620中的N需滿足以下計(jì)算公式N≤Nmax＝(Fu×8×47/Fj-2)其中，N為用于控制發(fā)送信元間隔的計(jì)數(shù)值，Nmax為最大值，F(xiàn)u為UTOPIA總線的時(shí)鐘頻率，F(xiàn)j為交換接口或物理接口器件數(shù)據(jù)收發(fā)的比特率。N值由外部cpu配置。
本實(shí)施例的物理接口/交換接口信元寫入緩存控制器的寫入緩存控制包括對(duì)雙口RAM可寫標(biāo)志、寫指針及對(duì)與寫入數(shù)據(jù)相關(guān)的信號(hào)的控制方法，其中可寫標(biāo)志的控制方法是比較雙口RAM讀寫指針，如果信元緩存區(qū)中有足夠空間可以寫入信元，將雙口RAM可寫標(biāo)志置1，如果沒(méi)有足夠空間可以寫入信元，雙口RAM可寫標(biāo)志置0。
寫指針的控制方法是寫時(shí)鐘上升沿檢測(cè)到寫雙口RAM的使能有效，則雙口RAM的寫指針加1。
與寫入數(shù)據(jù)相關(guān)的信號(hào)控制方法是收到物理接口/交換接口信元接收器的信元寫入請(qǐng)求后，檢測(cè)雙口RAM可寫標(biāo)志是否為高，如果是，輸出到物理接口/交換接口信元接收器，表示信元緩沖區(qū)有足夠空間存放信元，還輸出到物理接口/交換接口信元緩存器，使寫雙口RAM使能。
而物理接口/交換接口信元緩存器則在寫時(shí)鐘的上升沿且寫使能有效，采樣到Soc為高電平后，開(kāi)始按當(dāng)前寫指針將數(shù)據(jù)順序存入雙口RAM。
本實(shí)施例的物理接口/交換接口信元讀取緩存控制器從信元緩存器中讀取信元的方法包括對(duì)物理接口/交換接口信元緩存器雙口RAM的可讀標(biāo)志、讀指針及與讀出數(shù)據(jù)相關(guān)的信號(hào)的控制方法，其中可讀標(biāo)志的控制方法是比較雙口RAM讀寫指針，如果信元緩存區(qū)中有信元可以讀出，雙口RAM可讀標(biāo)志置1，如果沒(méi)有信元可以讀出，雙口RAM可讀標(biāo)志置0。
讀指針的控制方法是讀時(shí)鐘上升沿檢測(cè)到讀雙口RAM的使能有效，則雙口RAM的讀指針加1。
與讀出數(shù)據(jù)相關(guān)的信號(hào)控制方法是收到交換接口/物理接口信元發(fā)送器的信元讀取請(qǐng)求后，檢測(cè)雙口RAM可讀標(biāo)志是否為高，如果是，輸出到交換接口/物理接口信元發(fā)送器，表示信元緩沖區(qū)有信元可以發(fā)送，還輸出到物理接口/交換接口信元緩存器，使讀雙口RAM使能。
而物理接口/交換接口信元緩存器在讀時(shí)鐘的上升沿根據(jù)當(dāng)前的讀指針將數(shù)據(jù)輸出雙口RAM。
本實(shí)施例的CPU接口控制的處理流程如圖5所示，包括以下步驟步驟700，檢測(cè)CPU總線的片選信號(hào)是否為低，及地址線上的地址是否為本裝置，即判斷CPU是否訪問(wèn)FPGA寄存器，如果是，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；步驟710，判斷是讀操作還是寫操作，如果是寫操作，執(zhí)行下一步，否則執(zhí)行步驟750；步驟720，等待的寄存器準(zhǔn)備好寫操作后，將RDY置為0；步驟730，將數(shù)據(jù)寫入寄存器；步驟740，數(shù)據(jù)寫入完成后，將RDY信號(hào)置為1，返回步驟700；步驟750，等待的寄存器準(zhǔn)備好讀操作后，將RDY置為0；
步驟760，將數(shù)據(jù)從寄存器讀出；步驟770，數(shù)據(jù)讀出完成后，將RDY信號(hào)置為1，返回步驟700。
CPU接口器件中的寄存器的配置包括環(huán)回命令、UTOPIA口的主模式和從模式命令、時(shí)鐘模式、時(shí)間間隔N值等，分別與物理接口信元接收器、物理接口信元發(fā)送器、主從轉(zhuǎn)換環(huán)回切換控制器、時(shí)鐘控制器、交換接口/物理接口發(fā)送速率控制器相連，從而實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例流量整形裝置的主從轉(zhuǎn)換、環(huán)回切換以及時(shí)鐘模式的配置。
時(shí)鐘控制器的處理流程是如果時(shí)鐘模式設(shè)置為采用內(nèi)部時(shí)鐘，則將主時(shí)鐘二分頻后的時(shí)鐘作為UTOPIA口的時(shí)鐘；如果時(shí)鐘模式設(shè)置為采用外部時(shí)鐘，則檢測(cè)是否接收到環(huán)回命令，如果有環(huán)回命令，同樣將主時(shí)鐘二分頻后的時(shí)鐘作為UTOPIA口的時(shí)鐘，沒(méi)有環(huán)回命令則用外部UTOPIA時(shí)鐘。
綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明方法在ATM信元傳輸?shù)哪承┕?jié)點(diǎn)處，引入了在UTOPIA物理鏈路上進(jìn)行信元流量控制的方法，是對(duì)源端信元發(fā)送流量控制的補(bǔ)充。本發(fā)明裝置并且由硬件電路完成，保證了信元的高速處理能力和信元流量控制的精確性。另一方面使中央處理器能夠脫離具體每個(gè)信元的流量控制操作，而專用于完成上層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，降低了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難度，提高了系統(tǒng)的可靠性。
此外，本實(shí)施例還提供了UTOPIA主從轉(zhuǎn)換和環(huán)回控制接口，使得接口可以靈活的適應(yīng)交換接口UTOPIA的不同傳輸控制要求，增加了調(diào)試過(guò)程中的故障定位功能。
本實(shí)施例雖然是以FPGA為例進(jìn)行說(shuō)明，但也可以用DSP方式，邏輯器件，CPU方式等其它方式實(shí)現(xiàn)僅需對(duì)裝置的構(gòu)成和連接關(guān)系作些調(diào)整，此處不再贅述。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如果只設(shè)置入方向上的流量整形器件，則也可以達(dá)到對(duì)接收的突發(fā)信元進(jìn)行流量整形的效果。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)ATM通用物理測(cè)試和操作接口流量整形的方法，包括從物理接口接收信元及向交換接口發(fā)送信元的流程，其中所述從物理接口接收信元的流程包括以下步驟(a)檢測(cè)是否有足夠的信元緩存空間，如果有，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；(b)根據(jù)接收時(shí)序接收信元；(c)將接收的信元存入信元緩存器中；所述向交換接口發(fā)送信元的流程包括以下步驟(d)完成一次信元的發(fā)送后，等待設(shè)定的時(shí)間間隔后，執(zhí)行下一步；(e)檢測(cè)所述信元緩存器中是否有信元，如果有，執(zhí)行下一步，否則繼續(xù)檢測(cè)；(f)將信元從信元緩存器中讀出；(g)根據(jù)發(fā)送時(shí)序發(fā)送信元。
2.如權(quán)利要求1所述的流量整形方法，其特征在于，還包括從交換接口接收信元及向物理接口發(fā)送信元的流程，所述從交換接口接收信元的流程和所述從物理接口接收信元的流程的步驟相同，所述向物理接口發(fā)送信元的流程和所述向交換接口發(fā)送信元的流程的步驟相同。
3.如權(quán)利要求1或2所述的流量整形方法，其特征在于，所述步驟(d)中完成一次信元的發(fā)送后，根據(jù)發(fā)送新信元的請(qǐng)求啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)值N后，所述等待的時(shí)間間隔到，N應(yīng)滿足以下要求N≤Nmax＝(Fu×8×47/Fj-2)其中，Nmax為計(jì)數(shù)最大值，F(xiàn)u為UTOPIA總線的時(shí)鐘頻率，F(xiàn)j為交換接口或物理接口器件數(shù)據(jù)收發(fā)的比特率。
4.如權(quán)利要求1或2所述的流量整形方法，其特征在于，所述步驟(b)中的接收時(shí)序?yàn)樵谑盏酵獠拷涌诎l(fā)送信元準(zhǔn)備好的信號(hào)后，將信元接收使能信號(hào)置為有效，在檢測(cè)到信元起始信號(hào)有效后，開(kāi)始接收信元，接收結(jié)束后將信元接收使能信號(hào)置為無(wú)效；或者，所述步驟(b)中的接收時(shí)序?yàn)閷⒔邮招旁獪?zhǔn)備好的信號(hào)置為有效，檢測(cè)到外部信元發(fā)送使能信號(hào)和信元起始信號(hào)有效后，開(kāi)始接收信元，接收結(jié)束后將接收信元準(zhǔn)備好信號(hào)置為無(wú)效。
5.如權(quán)利要求1或2所述的流量整形方法，其特征在于，所述步驟(g)中的發(fā)送時(shí)序?yàn)闄z測(cè)到外部接口接收信元準(zhǔn)備好的信號(hào)后，將信元發(fā)送使能信號(hào)和信元起始信號(hào)置為有效，開(kāi)始發(fā)送第一個(gè)字節(jié)，然后將信元起始信號(hào)置為無(wú)效，發(fā)送剩余字節(jié)，發(fā)送結(jié)束后將信元發(fā)送使能信號(hào)置為無(wú)效；或者，所述步驟(g)中的發(fā)送時(shí)序?yàn)閷l(fā)送信元準(zhǔn)備好的信號(hào)置為有效，檢測(cè)到外部信元接收使能信號(hào)有效后，將信元起始信號(hào)置為有效，開(kāi)始發(fā)送第一個(gè)字節(jié)，然后將信元起始信號(hào)置為無(wú)效，發(fā)送剩余字節(jié)，發(fā)送結(jié)束后將發(fā)送信元準(zhǔn)備好信號(hào)置為無(wú)效。
6.一種實(shí)現(xiàn)ATM通用物理測(cè)試和操作接口流量整形的裝置，其特征在于，應(yīng)用于以ATM通用物理測(cè)試和操作接口傳輸信元的ATM傳輸節(jié)點(diǎn)的物理接口和交換接口之間，包括物理接口信元接收器用于從物理接口接受信元，存入物理接口信元緩存器；物理接口信元寫入緩存控制器用于控制對(duì)物理接口信元接收器中信元的讀取，和將信元存入物理接口信元緩存器；物理接口信元緩存器用于緩存從物理接口接收的信元；交換接口信元讀取緩存控制器用于控制對(duì)物理接口信元緩存器中信元的讀取，和將信元存入交換接口信元發(fā)送器；交換接口發(fā)送速率控制器用于控制從交換接口信元發(fā)送器向交換接口發(fā)送信元的時(shí)間間隔；交換接口信元發(fā)送器用于將信元發(fā)送給交換接口。
7.如權(quán)利要求6所述的流量整形裝置，其特征在于，還包括交換接口信元接收器用于從交換接口接受信元；交換接口信元寫入緩存控制器用于控制對(duì)交換接口信元接收器中信元的讀取，和將信元存入交換接口信元緩存器；交換接口信元緩存器用于緩存從交換接口接收的信元；物理接口信元讀取緩存控制器用于控制對(duì)交換接口信元緩存器中信元的讀取，和將信元存入物理接口信元發(fā)送器；物理接口發(fā)送速率控制器用于控制從物理接口信元發(fā)送器向物理接口發(fā)送信元的時(shí)間間隔；物理接口信元發(fā)送器用于將信元發(fā)送給物理接口。
8.如權(quán)利要求7所述的流量整形裝置，其特征在于，還包括接口控制器、寄存器和主從切換控制器，其中所述接口控制器，用于根據(jù)處理器的接口時(shí)序，讀取處理器的配置數(shù)據(jù)，存入所述寄存器，或?qū)⑺黾拇嫫鞯闹递敵鼋o處理器；所述寄存器，用于存儲(chǔ)處理器的配置信息，將ATM通用物理測(cè)試和操作接口的主從控制信息輸出到所述主從切換控制器、物理接口發(fā)送器和物理接口接收器，將流量整形的參數(shù)輸出到物理接口和交換接口的信元發(fā)送速率控制器；所述主從切換控制器，用于根據(jù)主從控制信息，對(duì)交換接口發(fā)送、接收信元和交換接口信元接收器、發(fā)送器之間的控制信號(hào)進(jìn)行主從切換。
9.如權(quán)利要求7或8所述的流量整形裝置，其特征在于，還包括環(huán)回切換控制器，所述寄存器還將環(huán)回控制信息輸出至該環(huán)回切換控制器，該環(huán)回切換控制器根據(jù)所述環(huán)回控制信息，決定是否將交換接口信元發(fā)送器的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)環(huán)回給交換接口信元收接器。
10.如權(quán)利要求9所述的流量整形裝置，其特征在于，還包括時(shí)鐘控制器，所述寄存器還將時(shí)鐘模式信息輸出至該時(shí)鐘控制器，所述時(shí)鐘控制器根據(jù)所述時(shí)鐘模式信息，決定ATM通用物理測(cè)試和操作接口時(shí)鐘源是由內(nèi)部分頻產(chǎn)生，還是外部供給，將主時(shí)鐘進(jìn)行二分頻，產(chǎn)生的二分頻時(shí)鐘作為接口的備用時(shí)鐘。
11.如權(quán)利要求7所述的流量整形裝置，其特征在于，所述物理接口和交換接口信元寫入緩存控制器分別用于產(chǎn)生所述物理接口和交換接口信元緩存器的可寫標(biāo)志和寫指針，根據(jù)物理接口和交換接口信元接收器的信元寫入請(qǐng)求，向其輸出相應(yīng)緩存器是否有信元緩存空間的信號(hào)，并向物理接口和交換接口信元緩存器提供寫使能信號(hào)。
12.如權(quán)利要求7所述的流量整形裝置，其特征在于，所述物理接口和交換接口信元讀取緩存控制器分別用于產(chǎn)生所述物理接口和交換接口信元緩存器的可讀標(biāo)志和讀指針，根據(jù)物理接口和交換接口信元發(fā)送器的信元讀取請(qǐng)求，向其輸出相應(yīng)緩存器是否有信元的信號(hào)，并向物理接口和交換接口信元緩存器提供讀使能信號(hào)。
13.如權(quán)利要求6所述的流量整形裝置，其特征在于，所述的交換接口信元緩存器和物理接口信元緩存器均為雙口RAM。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種實(shí)現(xiàn)ATM通用物理測(cè)試和操作接口流量整形的方法和裝置，應(yīng)用于以UTOPIA接口傳輸信元的ATM傳輸節(jié)點(diǎn)的物理接口和交換接口之間，在入方向上，信元接收器根據(jù)時(shí)序從物理接口接收信元，信元寫入緩存控制器將收到的信元存入信元緩存器的雙口RAM中，發(fā)送速率控制器控制發(fā)送信元的間隔，信元讀取緩存控制器根據(jù)信元發(fā)送器的信元讀取請(qǐng)求將信元從信元緩存器的雙口RAM中讀出，信元發(fā)送器將讀到的信元按發(fā)送時(shí)序要求發(fā)送到交換接口，在從交換接口到物理接口的出方向上也是這樣處理。本發(fā)明在UTOPIA的物理鏈路中插入緩存，控制峰值信元速率，可降低突發(fā)信元的流量，保證信元的高速處理能力。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1564545SQ200410006268
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者吳雪松, 袁愛(ài)國(guó), 趙鴻海 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司