本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多端口訪問(wèn)的存儲(chǔ)器及其工作方法。

背景技術(shù)：

多端口訪問(wèn)存儲(chǔ)器是通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備中處理器內(nèi)部各個(gè)模塊緩存和交換數(shù)據(jù)的主要方式，不同端口對(duì)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)效率決定著整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的處理性能。隨著通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷提高，對(duì)通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備中處理器的存儲(chǔ)器端口訪問(wèn)效率要求也越來(lái)越高。

多端口訪問(wèn)存儲(chǔ)器的核心是多端口訪問(wèn)的請(qǐng)求調(diào)度方式，傳統(tǒng)的多端口訪問(wèn)存儲(chǔ)器是各個(gè)端口分配獨(dú)立的數(shù)據(jù)、地址總線，通過(guò)邏輯驅(qū)動(dòng)，在同一時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下，并發(fā)的訪問(wèn)共享存儲(chǔ)模塊。當(dāng)各端口讀寫(xiě)請(qǐng)求沖突時(shí)，通過(guò)通過(guò)硬件端口優(yōu)先級(jí)和硬件讀寫(xiě)優(yōu)先級(jí)設(shè)置優(yōu)先級(jí)處置訪問(wèn)沖突。但是存在各個(gè)端口無(wú)緩存能力，總線協(xié)議復(fù)雜，仲裁效率較低等問(wèn)題。

改進(jìn)的雙通道存儲(chǔ)器，將共享存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)工作信號(hào)頻率設(shè)置為外部所連邏輯模塊讀寫(xiě)工作信號(hào)頻率的兩倍，并將共享存儲(chǔ)器的切換控制信號(hào)頻率設(shè)置為外部所連邏輯模塊切換控制信號(hào)的頻率，從而把單端口的存儲(chǔ)器等效成雙端口的存儲(chǔ)器，使不同的外部邏輯模塊得到獨(dú)立的存儲(chǔ)器訪問(wèn)接口，但是不同端口的優(yōu)先級(jí)設(shè)置會(huì)導(dǎo)致高優(yōu)先級(jí)的端口長(zhǎng)時(shí)間占用存儲(chǔ)器接口，使得其他端口讀寫(xiě)延遲過(guò)大。無(wú)法滿(mǎn)足通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備處理器內(nèi)部各個(gè)端口高效訪問(wèn)存儲(chǔ)器的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種多端口訪問(wèn)存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)方法，用以解決處理器中多模塊訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)，端口協(xié)議復(fù)雜、仲裁效率低下、端口無(wú)緩存能力等多種問(wèn)題。

本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

在基于本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種多端口訪問(wèn)的存儲(chǔ)器，包括兩個(gè)或兩個(gè)以上端口、有限狀態(tài)機(jī)、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核、存儲(chǔ)器模塊；其中，

各端口一端耦接到讀寫(xiě)存儲(chǔ)器模塊中數(shù)據(jù)的模塊，另一端通過(guò)雙向數(shù)據(jù)線連接到有限狀態(tài)機(jī)；有限狀態(tài)機(jī)通過(guò)雙向數(shù)據(jù)線連接到存儲(chǔ)器模塊；

另外各端口還通過(guò)信號(hào)線連接到時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核通過(guò)雙向信號(hào)線連接到有限狀態(tài)機(jī)，有限狀態(tài)機(jī)通過(guò)信號(hào)線連接到存儲(chǔ)器模塊。

在基于本發(fā)明多端口訪問(wèn)的存儲(chǔ)器的另一個(gè)實(shí)施例中，端口使用了fifo接口。

在基于本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供了一種多端口訪問(wèn)的存儲(chǔ)器的工作方法，包括步驟：

s1、讀寫(xiě)請(qǐng)求進(jìn)入端口緩存中等待響應(yīng)；

s2、端口緩存非空標(biāo)識(shí)置1；

s3、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核獲取端口緩存非空標(biāo)識(shí)信息后，由空閑態(tài)進(jìn)入該端口的響應(yīng)態(tài)，并向有限狀態(tài)機(jī)發(fā)送通知；

s4、有限狀態(tài)機(jī)接收到時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核發(fā)出的通知，從該端口緩存中取出讀/寫(xiě)請(qǐng)求，進(jìn)行相應(yīng)的讀/寫(xiě)操作；

s5、讀/寫(xiě)操作完成，有限狀態(tài)機(jī)將完成標(biāo)志發(fā)送給時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核中，使時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核退出該端口的響應(yīng)態(tài)；

s6、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核判斷是否有未響應(yīng)的端口緩存非空標(biāo)識(shí)，有，則進(jìn)入該端口的響應(yīng)態(tài)，執(zhí)行步驟s4；否，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核回到空閑態(tài)。

在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，步驟s3中，當(dāng)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核同時(shí)獲取到多個(gè)端口緩存非空標(biāo)識(shí)信息時(shí)，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核隨機(jī)選擇一個(gè)端口進(jìn)入該端口的響應(yīng)態(tài)。

在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，步驟s6中，當(dāng)未響應(yīng)的端口緩存非空標(biāo)識(shí)有多個(gè)時(shí)，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核隨機(jī)選擇一個(gè)進(jìn)入該端口的響應(yīng)態(tài)。

在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，步驟s1中，當(dāng)操作為讀請(qǐng)求時(shí)，fifo中需要寫(xiě)入地址位和讀請(qǐng)求位；當(dāng)操作為寫(xiě)請(qǐng)求時(shí)，fifo中需要寫(xiě)入數(shù)據(jù)位、地址位和寫(xiě)請(qǐng)求位。

在基于本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核進(jìn)入某端口的響應(yīng)態(tài)后，鎖定該狀態(tài)，并屏蔽其他端口緩存的非空標(biāo)識(shí)。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的端口數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，為每個(gè)端口提供一定的緩存空間，并對(duì)仲裁邏輯進(jìn)行優(yōu)化，大幅提高多端口請(qǐng)求的仲裁效率，在通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備的處理器各個(gè)模塊訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)，各個(gè)端口的等效讀寫(xiě)帶寬高，延遲小，具有一定的緩存能力，以實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)關(guān)處理器各個(gè)模塊對(duì)高速數(shù)據(jù)流的快速處理，提升通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備的整體效率，滿(mǎn)足高速通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)于網(wǎng)關(guān)設(shè)備的性能要求。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分的從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表示相同的部件。

圖1為多端口訪問(wèn)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)方法框圖；

圖2為時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核起始狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖；

圖3為時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核工作狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來(lái)具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，公開(kāi)了一種多端口存儲(chǔ)器，如圖1所示，包括：兩個(gè)或兩個(gè)以上端口、有限狀態(tài)機(jī)、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核、存儲(chǔ)器模塊；其中，

各端口一端耦接到要存取存儲(chǔ)器模塊中數(shù)據(jù)的模塊，這里的模塊是指業(yè)務(wù)處理模塊，在典型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，會(huì)有不同的業(yè)務(wù)模塊來(lái)完成不同的業(yè)務(wù)功能，例如中央處理器以及圖形處理器等；

各端口另一端通過(guò)雙向數(shù)據(jù)線連接到有限狀態(tài)機(jī)；有限狀態(tài)機(jī)通過(guò)雙向數(shù)據(jù)線連接到存儲(chǔ)器模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向流通；

另外各端口還通過(guò)信號(hào)線連接到時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核通過(guò)雙向信號(hào)線連接到有限狀態(tài)機(jī)，有限狀態(tài)機(jī)還通過(guò)信號(hào)線連接到存儲(chǔ)器模塊；時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核獲得端口緩存非空標(biāo)識(shí)信息，通過(guò)向有限狀態(tài)機(jī)發(fā)送控制指令調(diào)度各端口的讀寫(xiě)請(qǐng)求，有限狀態(tài)機(jī)將控制信號(hào)發(fā)送到存儲(chǔ)器模塊控制存儲(chǔ)器讀寫(xiě)數(shù)據(jù)；

端口使用了標(biāo)準(zhǔn)的先入先出隊(duì)列(fifo)接口并設(shè)置緩存容量，具體地，緩存為雙向緩存，緩存容量一般為512bit。

使用fifo接口降低了讀寫(xiě)訪問(wèn)時(shí)的操作復(fù)雜度；設(shè)置緩存容量使得各個(gè)端口擁有一定的緩存能力，有效的解決了突發(fā)數(shù)據(jù)導(dǎo)致系統(tǒng)阻塞的問(wèn)題；使用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度方法和有限狀態(tài)機(jī)完成各端口讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的搬移和存儲(chǔ)器的訪問(wèn)，有效提高了各端口的仲裁效率和等效帶寬。

其工作方法包括以下步驟：

s1、讀寫(xiě)請(qǐng)求進(jìn)入端口緩存中等待響應(yīng)；

端口接收到的讀寫(xiě)請(qǐng)求來(lái)自于與端口相連的模塊，讀請(qǐng)求和寫(xiě)請(qǐng)求分開(kāi)執(zhí)行。當(dāng)操作為讀請(qǐng)求時(shí)，端口fifo中需要寫(xiě)入地址位(address)和讀請(qǐng)求位(r)；當(dāng)操作為寫(xiě)請(qǐng)求時(shí)，端口fifo中需要寫(xiě)入數(shù)據(jù)位(data)、地址位(address)和寫(xiě)請(qǐng)求位(w)。

這里的模塊是指業(yè)務(wù)處理模塊，在典型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，會(huì)有不同的業(yè)務(wù)模塊來(lái)完成不同的業(yè)務(wù)功能。

s2、端口緩存非空標(biāo)識(shí)置1；

非空標(biāo)識(shí)置1表明端口緩存中有數(shù)據(jù)讀寫(xiě)請(qǐng)求。

端口緩存用于接收外部的讀寫(xiě)請(qǐng)求，端口緩存本身帶有1bit信號(hào)線，用于指示緩存中是否有數(shù)據(jù)，當(dāng)端口緩存中無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)，該信號(hào)線為“0”；當(dāng)端口緩存中有數(shù)據(jù)(讀寫(xiě)請(qǐng)求)時(shí)，該信號(hào)線為“1”。

因此，該信號(hào)線又稱(chēng)為端口緩存非空標(biāo)志，用于指示緩存中是否有讀寫(xiě)請(qǐng)求。

s3、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核獲取端口緩存非空標(biāo)識(shí)信息后，由空閑態(tài)進(jìn)入該端口的響應(yīng)態(tài)，并向有限狀態(tài)機(jī)發(fā)出通知；

時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核的輸入是各個(gè)端口緩存非空標(biāo)識(shí)，當(dāng)各個(gè)端口均無(wú)請(qǐng)求時(shí)，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核處于空閑狀態(tài)。

進(jìn)一步地，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核同時(shí)獲取到多個(gè)端口緩存非空標(biāo)識(shí)信息時(shí)，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核隨機(jī)選擇一個(gè)端口進(jìn)入該端口的響應(yīng)態(tài)，鎖定該狀態(tài)，并屏蔽其他端口緩存的非空標(biāo)識(shí)信息，等待該端口請(qǐng)求響應(yīng)完成標(biāo)志信息；

s4、有限狀態(tài)機(jī)接收到時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核發(fā)出的通知，從對(duì)應(yīng)的端口緩存中取出讀/寫(xiě)請(qǐng)求，進(jìn)行相應(yīng)的讀/寫(xiě)操作；

有限狀態(tài)機(jī)在未收到時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核的通知時(shí)處于空閑狀態(tài)，接到通知后進(jìn)入工作狀態(tài)，當(dāng)所有端口請(qǐng)求處理完成后，有限狀態(tài)機(jī)進(jìn)入空閑狀態(tài)，等待新的端口讀寫(xiě)請(qǐng)求。

等待新的端口讀寫(xiě)請(qǐng)求具體地，對(duì)于端口的讀請(qǐng)求，有限狀態(tài)機(jī)從端口緩存中取出地址位，根據(jù)存儲(chǔ)器的讀時(shí)序，讀取對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)返回送入對(duì)應(yīng)端口的緩存中，等待發(fā)出讀請(qǐng)求的模塊將該數(shù)據(jù)讀出。對(duì)于端口的寫(xiě)請(qǐng)求，有限狀態(tài)機(jī)從端口緩存中取出數(shù)據(jù)位和地址位，根據(jù)存儲(chǔ)器的寫(xiě)時(shí)序，將該數(shù)據(jù)寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的地址中，完成寫(xiě)操作。

s5、讀寫(xiě)操作完成，有限狀態(tài)機(jī)將完成標(biāo)志傳遞給時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核中，使時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核退出該端口的響應(yīng)態(tài)；

s6、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核判斷是否有未響應(yīng)的端口緩存非空標(biāo)識(shí)，有，則進(jìn)入該端口的響應(yīng)態(tài)，鎖定該狀態(tài)，并屏蔽其他端口緩存的非空標(biāo)識(shí)，執(zhí)行步驟s4，等待該端口請(qǐng)求響應(yīng)完成標(biāo)志；否，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核回到空閑態(tài)，有限狀態(tài)機(jī)同時(shí)進(jìn)入空閑狀態(tài)，等待新的端口讀寫(xiě)請(qǐng)求；

進(jìn)一步地，當(dāng)未響應(yīng)的端口緩存非空標(biāo)識(shí)有多個(gè)時(shí)，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核隨機(jī)選擇一個(gè)進(jìn)入該端口的響應(yīng)態(tài)。

當(dāng)所有端口的讀寫(xiě)請(qǐng)求處理完畢后，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度核回到空閑狀態(tài)。

本發(fā)明有益效果包括：

本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的端口數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，為每個(gè)端口提供一定的緩存空間，并對(duì)仲裁邏輯進(jìn)行優(yōu)化，大幅提高多端口請(qǐng)求的仲裁效率，在通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備的處理器各個(gè)模塊訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)，各個(gè)端口的等效讀寫(xiě)帶寬高，延遲小，具有一定的緩存能力，以實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)關(guān)處理器各個(gè)模塊對(duì)高速數(shù)據(jù)流的快速處理，提升通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備的整體效率，滿(mǎn)足高速通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)于網(wǎng)關(guān)設(shè)備的性能要求。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法的全部或部分流程，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)為磁盤(pán)、光盤(pán)、只讀存儲(chǔ)記憶體或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體等。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。