本發(fā)明公開了一種基于RapidIO的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，屬于高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，尤其涉及對傳輸速率和傳輸時延進(jìn)行改進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

RapidIO是一種開放式的互連技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于芯片間、板間互連系統(tǒng)。其具有傳輸效率高、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活、可靠性高等特點(diǎn)，已經(jīng)各種系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。

在某些基于RapidIO接口的傳輸系統(tǒng)中，對時敏性能和傳輸速率都有較高的要求?？紤]到時敏因素，加之?dāng)?shù)據(jù)并非勻速傳輸，數(shù)據(jù)速率具有較大的隨機(jī)性，故只能采用短數(shù)據(jù)幀。在瞬時傳輸速率較高時，會產(chǎn)生大量的門鈴事務(wù)(Doorbell)或者信箱(Mailbox)數(shù)據(jù)傳輸，接收端CPU會頻繁地響應(yīng)中斷，極大地增加了系統(tǒng)開銷。以某數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)為例，該數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)為了保證系統(tǒng)的時敏性能設(shè)計通信幀長度為127Bytes，而RapidIO接口傳輸速率要求達(dá)到400Mbps，這樣CPU端每秒接收到393700次Doorbell或者M(jìn)ailbox數(shù)據(jù)傳輸，并響應(yīng)相同次數(shù)的中斷。這樣就極大增加了CPU的系統(tǒng)開銷，傳輸速率急速降低，甚至導(dǎo)致CPU不能正常工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的一是提供一種基于RapidIO的發(fā)送裝置，另一發(fā)明目的是提供一種基于RapidIO的接收裝置，能夠解決現(xiàn)有傳輸方式的不足，在保證時敏性能的同時，大幅度降低系統(tǒng)開銷，提高傳輸速率。

本發(fā)明的發(fā)明目的一通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于RapidIO的發(fā)送裝置，包含F(xiàn)IFO模塊、發(fā)送邏輯控制模塊，所述FIFO模塊用于緩存上層傳遞的數(shù)據(jù)；

所述發(fā)送邏輯控制模塊用于監(jiān)控所述FIFO模塊緩存的數(shù)據(jù)長度，若數(shù)據(jù)長度大于或等于RapidIO數(shù)據(jù)幀規(guī)定的數(shù)據(jù)長度時，則向窗口空間序號為接收裝置反饋的Doorbell中窗口空間序號減1的窗口空間發(fā)送RapidIO數(shù)據(jù)幀，并在該窗口空間的信息位標(biāo)明有效數(shù)據(jù)長度信息和數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志為未讀。

進(jìn)一步，所述的一種基于RapidIO的發(fā)送裝置還包含定時器，所述定時器用于在發(fā)送邏輯控制模塊將RapidIO數(shù)據(jù)幀發(fā)送給窗口空間后，對接收裝置返回Doorbell的時間進(jìn)行計算，若超過一定時間沒有接收到Doorbell則觸發(fā)發(fā)送邏輯控制模塊向接收裝置發(fā)送Doorbell，請求接收裝置讀取窗口空間內(nèi)的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另一發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于RapidIO的接收裝置，包含若干個窗口空間和接收邏輯控制模塊，所述窗口空間大小為RapidIO數(shù)據(jù)幀規(guī)定的數(shù)據(jù)長度再加上信息位，所述信息位包含有效數(shù)據(jù)長度信息和數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息；

所述接收邏輯控制模塊用于先讀取部分或全部窗口空間的數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息，再讀取數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志為未讀的窗口空間中的有效數(shù)據(jù)長度信息，最后讀取數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志為未讀的窗口空間的數(shù)據(jù)，并更新數(shù)據(jù)標(biāo)志信息為已讀，以及通過Doorbell返回最后讀取的窗口序號給發(fā)送裝置。

進(jìn)一步，所述窗口空間的數(shù)量根據(jù)RapidIO數(shù)據(jù)幀的寫入速度、讀取速度和系統(tǒng)的忙閑情況確定。

本發(fā)明的有益效果為：

1、接收裝置開辟若干個窗口空間，并根據(jù)寫入速度、讀取速度和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的忙閑情況確定合適的窗口數(shù)量，實現(xiàn)最佳的系統(tǒng)開銷。

2、接收裝置的每個窗口空間大小為一幀RapidIO數(shù)據(jù)幀最大值+1*byte信息位，發(fā)送裝置向各個窗口依次發(fā)送RapidIO數(shù)據(jù)幀，并在信息位標(biāo)明有效數(shù)據(jù)長度和數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息為未讀。接收裝置根據(jù)對有效數(shù)據(jù)長度和數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息的解析，正確地接收數(shù)據(jù)。該設(shè)計保證了對不同長度數(shù)據(jù)幀的支持。

3、接收裝置根據(jù)整個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的忙閑情況，調(diào)整不同的時間間隔輪詢各個窗口空間的數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息。如果多個窗口空間的數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息為未讀，則根據(jù)信息位注明的有效數(shù)據(jù)長度，集中讀取該多個窗口空間的數(shù)據(jù)，更新數(shù)據(jù)標(biāo)志為已讀。

4、利用Doorbell模式中未被利用的16bits，接收裝置在每次讀操作結(jié)束后，發(fā)送最后讀取數(shù)據(jù)窗口的序號至發(fā)送裝置。

5、根據(jù)系統(tǒng)的時延要求，設(shè)計定時器，當(dāng)接收裝置超時未讀取窗口數(shù)據(jù)時，發(fā)送端發(fā)送Doorbell數(shù)據(jù)，請求接收端讀取窗口數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)的時延要求。

6、接收裝置根據(jù)系統(tǒng)忙閑程度，自適應(yīng)調(diào)整單次讀取窗口的數(shù)量。接收裝置考慮自身系統(tǒng)的忙閑程度和系統(tǒng)傳輸時延要求，確定可以執(zhí)行的任務(wù)切換的頻率。當(dāng)接收裝置系統(tǒng)比較繁忙時，增加單次讀取窗口的數(shù)量，減少任務(wù)切換的頻率，保證高傳輸速率。當(dāng)接收裝置系統(tǒng)比較閑時，增加任務(wù)切換的頻率，減少單次讀取窗口的數(shù)量，這樣保證較高傳輸速率的情況下，降低了系統(tǒng)傳輸時延，但是比較而言，任務(wù)頻繁切換會影響接口的傳輸速率。因此，可以根據(jù)傳輸時延和傳輸速率的取舍和接收裝置自身的系統(tǒng)忙閑限制來確定窗口數(shù)量，實現(xiàn)最優(yōu)的傳輸時延和傳輸速率，動態(tài)實現(xiàn)系統(tǒng)所能達(dá)到的最高傳輸速率。

7、大大減少了Doorbell或者M(jìn)ailbox的使用頻率。從而使得CPU不需要頻繁相應(yīng)中斷，因此大大降低了時敏系統(tǒng)中RapidIO接口的系統(tǒng)開銷，而且通過設(shè)置定時器，保證了接口的傳輸時延性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中窗口空間的示意圖；

圖3是Doorbell的格式示意圖。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面通過附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本實施例是對現(xiàn)有的一種基于RapidIO的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，主要包含對RapidIO數(shù)據(jù)幀進(jìn)行擴(kuò)展，對Doorbell中備用字段進(jìn)行利用，以及對發(fā)送裝置、接收裝置的結(jié)構(gòu)和控制邏輯進(jìn)行改進(jìn)。

對RapidIO數(shù)據(jù)幀進(jìn)行擴(kuò)展主要體現(xiàn)在由原RapidIO數(shù)據(jù)幀后面再加上1byte的信息位。該信息位的高7比特位表示有效數(shù)據(jù)長度，最低比特位表示數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息，發(fā)送裝置在將RapidIO數(shù)據(jù)幀發(fā)送給窗口空間時，將該RapidIO數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息設(shè)置為未讀；接收裝置在從窗口空間讀取RapidIO數(shù)據(jù)幀時，將該傳輸幀的數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息設(shè)置為已讀。

Doorbell的格式如圖3所示，利用原Doorbell中空閑的16bit備用位來傳輸接收裝置最終讀取的窗口空間序號。

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的硬件部分主要由發(fā)送裝置和接收裝置組成，如圖1所示，發(fā)送裝置由FIFO模塊、定時器和發(fā)送邏輯控制模塊組成。接收裝置在由在內(nèi)存中開辟的若干個窗口空間和接收邏輯控制模塊組成。

FIFO模塊用于接收上層傳遞的待發(fā)送的數(shù)據(jù)。

發(fā)送邏輯控制模塊先對FIFO模塊中緩存的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)緩存的數(shù)據(jù)大于等于一個完整的RapidIO數(shù)據(jù)幀時，發(fā)送邏輯控制模塊則向窗口空間序號為接收裝置反饋的Doorbell中窗口空間序號減1的窗口空間為起始點(diǎn)依次發(fā)送RapidIO數(shù)據(jù)幀，并在窗口空間的信息位標(biāo)明有效數(shù)據(jù)長度信息和數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志為未讀。

接收邏輯控制模塊用于根據(jù)寫入速度、讀取速度和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的忙閑情況在內(nèi)存中開辟若干個窗口空間(圖1舉例為32個窗口)，窗口數(shù)量可以是通過后期的系統(tǒng)聯(lián)試得到的，也可以通過估算得出大概的數(shù)量值。根據(jù)接收端系統(tǒng)忙閑程度，可以接受的任務(wù)切換頻率，例如接收端的系統(tǒng)可以執(zhí)行每秒200次的接口讀取任務(wù)，即任務(wù)間隔為5ms。估計發(fā)送模塊在5ms的時間內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)量，例如數(shù)據(jù)速率為400Mbps，每個窗口的數(shù)據(jù)為1Kb。則需要80個窗口空間。規(guī)定每個窗口空間的大小是一幀RapidIO數(shù)據(jù)幀的最大值+1*byte信息位；再根據(jù)系統(tǒng)的忙閑情況，利用讀取速度快的特點(diǎn)，依據(jù)每個窗口空間中信息位所注明的有效數(shù)據(jù)長度和數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息，集中讀取多個窗口的數(shù)據(jù)，并更新數(shù)據(jù)讀取標(biāo)志信息為已讀，并通過Doorbell返回最終讀取的窗口序號。發(fā)送裝置根據(jù)反饋的窗口序號，保證發(fā)送端不覆蓋接收端未讀取數(shù)據(jù)。為了保證在系統(tǒng)的時敏性能，如果發(fā)送端在一定時間內(nèi)沒有接收到接收端返回的讀取窗口信息，定時器會觸發(fā)一次Doorbell傳輸，提醒接收端進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。

整個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的流程如下：

接收裝置的接收控制邏輯模塊開辟32個窗口空間如圖2所示，每個窗口空間的大小是一幀RapidIO數(shù)據(jù)幀長的最大值+1byte，假設(shè)數(shù)據(jù)幀長最大值為127*bytes，則每個窗口大小為127*bytes+1*byte＝128bytes。窗口序號分別為窗口1至窗口n，其中每個窗口的第128byte高7比特位表示有效數(shù)據(jù)長度，單位為byte。最低比特表示數(shù)據(jù)是否為已讀。

在發(fā)送裝置中，當(dāng)FIFO模塊中數(shù)據(jù)大于127bytes時，發(fā)送邏輯控制模塊讀取數(shù)據(jù)，在第128byte相應(yīng)比特位填寫有效數(shù)據(jù)長度和數(shù)據(jù)未讀標(biāo)志，向窗口空間序號為接收裝置反饋的Doorbell中窗口空間序號減1的窗口空間為起始點(diǎn)依次向連續(xù)的窗口空間發(fā)送RapidIO數(shù)據(jù)幀、有效數(shù)據(jù)長度和數(shù)據(jù)未讀標(biāo)志。

接收裝置的接收控制邏輯模塊根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的忙閑情況，確定合適輪詢間隔，查看是否有新數(shù)據(jù)需要讀取，并連續(xù)讀取所有的新數(shù)據(jù)。然后利用Doorbell的16bits未使用信息發(fā)送最后讀取的窗口序號index_num至發(fā)送端。

發(fā)送端根據(jù)反饋的窗口序號index_num，發(fā)送數(shù)據(jù)至窗口index_num-1，依次保證發(fā)送端不覆蓋接收端未讀取數(shù)據(jù)。

發(fā)送裝置根據(jù)系統(tǒng)的時延要求，設(shè)計定時器，當(dāng)超時未收到接收端的反饋窗口信息時，發(fā)送控制邏輯模塊發(fā)送Doorbell數(shù)據(jù)，請求接收端讀取窗口數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)的時延要求。

可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。