本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)交換方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法。

背景技術(shù)：

rtds是目前應(yīng)用最廣泛的電磁暫態(tài)實時仿真工具，它可以建立電力一次系統(tǒng)仿真模型，并與外部試驗裝置閉環(huán)連接，從而驗證外部試驗裝置的性能。

外部試驗裝置與rtds的接口，主要有兩種形式：第一種是傳統(tǒng)的模擬量和開關(guān)量，第二種是符合iec61850的網(wǎng)絡(luò)接口。rtds能夠提供這兩種接口形式，能夠方便地和外部試驗裝置連接。

但如果需要的通道數(shù)量很多，傳統(tǒng)的模擬量和開關(guān)量方式受到很大限制；如果需要通信速度很快，iec61850的網(wǎng)絡(luò)接口也不能滿足要求。

在外部裝置研制的時候，采用第一種方式要求外部裝置具有大量的物理接口；采用第二種方式要求外部裝置具備iec61850協(xié)議棧，并且通信速率也不一定滿足要求。

因此，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法以克服現(xiàn)有技術(shù)不足甚為必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法，該rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法將mgt光纖接口轉(zhuǎn)接為千兆網(wǎng)卡，千兆網(wǎng)卡的網(wǎng)容量大，且轉(zhuǎn)換過程中每個仿真步長都可以進行數(shù)據(jù)交換，提高仿真頻率，通道數(shù)量多，避免數(shù)據(jù)的拷貝，從而最小化傳輸延時。

本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)手段實現(xiàn)。

提供一種rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法，設(shè)置有轉(zhuǎn)接模塊，轉(zhuǎn)接模塊將rtds仿真儀中pb5處理器的mgt光纖接口轉(zhuǎn)接為千兆網(wǎng)卡，千兆網(wǎng)卡通過千兆網(wǎng)線與外部裝置連接；

轉(zhuǎn)接模塊包括零拷貝數(shù)據(jù)傳輸單元和phy以太網(wǎng)物理層接口，零拷貝數(shù)據(jù)傳輸單元將mgt光纖接口輸出的高速串行數(shù)據(jù)處理后傳輸至phy以太網(wǎng)物理層接口。

具體而言的，零拷貝數(shù)據(jù)傳輸單元包括ser/des轉(zhuǎn)換模塊、drram存儲器和mac以太網(wǎng)協(xié)議接口，drram存儲器為雙接口存儲器，drram存儲器將ser/des轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)據(jù)進行緩沖，dpram存儲器通過dma數(shù)據(jù)傳輸方式與mac以太網(wǎng)協(xié)議接口直接交換數(shù)據(jù)。

進一步的，ser/des轉(zhuǎn)換模塊將mgt光纖接口輸出的高速串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為并行數(shù)據(jù)。

進一步的，drram存儲器與ser/des轉(zhuǎn)換模塊和mac以太網(wǎng)協(xié)議接口為雙向電連接。

具體而言的，ser/des轉(zhuǎn)換模塊分為外部接口單元、控制單元、ser接收單元和des發(fā)送單元；

dpram分為rxdpram存儲單元和txdpram存儲單元；

外部接口單元與mgt光纖接口連接；

mac以太網(wǎng)協(xié)議接口將數(shù)據(jù)以dma傳輸方式導入txdpram存儲器的mac幀頭內(nèi)，mac幀頭電連接ser接收單元，ser接收單元通過外部接口發(fā)送至mgt光纖接口上；

mgt光纖接口將信號通過外部接口發(fā)送到ser/des轉(zhuǎn)換模塊上，des發(fā)送單元將數(shù)據(jù)發(fā)送至rxdpram存儲器內(nèi)部的mac幀頭內(nèi)，mac幀頭以dma傳輸方式到mac以太網(wǎng)協(xié)議接口上。

優(yōu)選的，ser/des轉(zhuǎn)換模塊接收到的mgt光纖接口發(fā)出的信號為高速串行信號，轉(zhuǎn)換后的高速串行信號具有獨立的地址線、數(shù)據(jù)線和讀寫信號。

進一步的，讀寫信號采用突發(fā)讀寫方式。

優(yōu)選的，txdpram存儲器的mac幀頭和rxdpram存儲器內(nèi)部的mac幀頭為同一個mac幀頭。

具體而言的，ser接收單元和des發(fā)送單元中的每個仿真步長均能接收64個32位整數(shù)和發(fā)送64個32位整數(shù)。

優(yōu)選的，所述每個仿真步長均與mgt光纖接口進行一次接收和發(fā)送。

發(fā)明的rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法，設(shè)置轉(zhuǎn)接模塊將rtds仿真儀中pb5處理器的mgt光纖接口轉(zhuǎn)接為千兆網(wǎng)卡，可以直接與rtds仿真儀連接使用，不需要外接配件；外部裝置也只需具備千兆網(wǎng)卡，不需要其他物理接口，使用起來更加方便；通道數(shù)量多，可接收64個32位整數(shù)和發(fā)送64個32位整數(shù)；通信速率高，每個仿真步長均與mgt光纖接口進行一次接收和發(fā)送。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進一步的說明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。

圖1是本發(fā)明一種rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法的硬件組成圖。

圖2是本發(fā)明一種rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法ser/des轉(zhuǎn)換模塊的通信接口。

圖3是本發(fā)明一種rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法圖2的接腳功能表格。

圖4是本發(fā)明一種rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法零拷貝數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D。

在圖1至圖4中，黑色方塊為mgt光纖接口。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。

實施例1。

如圖1-4所示，一種rtds仿真儀與千兆網(wǎng)卡快速交換數(shù)據(jù)的方法，設(shè)置有轉(zhuǎn)接模塊，轉(zhuǎn)接模塊將rtds仿真儀中pb5處理器的mgt光纖接口轉(zhuǎn)接為千兆網(wǎng)卡，千兆網(wǎng)卡通過千兆網(wǎng)線與外部裝置連接。

轉(zhuǎn)接模塊包括零拷貝數(shù)據(jù)傳輸單元和phy以太網(wǎng)物理層接口，零拷貝數(shù)據(jù)傳輸單元將mgt光纖接口輸出的高速串行數(shù)據(jù)處理后傳輸至phy以太網(wǎng)物理層接口，可直接與rtds仿真儀連接使用，不需要外接配件，使用更加方便。

零拷貝數(shù)據(jù)傳輸單元包括ser/des轉(zhuǎn)換模塊、drram存儲器和mac以太網(wǎng)協(xié)議接口，ser/des轉(zhuǎn)換模塊將mgt光纖接口輸出的高速串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為并行數(shù)據(jù)，drram存儲器為雙接口存儲器，drram存儲器與ser/des轉(zhuǎn)換模塊和mac以太網(wǎng)協(xié)議接口為雙向電連接，drram存儲器將ser/des轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)據(jù)進行緩沖，dpram存儲器通過dma數(shù)據(jù)傳輸方式與mac以太網(wǎng)協(xié)議接口直接交換數(shù)據(jù)。

ser/des轉(zhuǎn)換模塊分為外部接口單元、控制單元、ser接收單元和des發(fā)送單元。

ser接收單元和des發(fā)送單元中的每個仿真步長均能接收64個32位整數(shù)和發(fā)送64個32位整數(shù)，通道數(shù)量多，從而簡化了接口形式，且64個整數(shù)可根據(jù)需要直接解析，不需要復雜的通信協(xié)議，每個仿真步長均與mgt光纖接口進行一次接收和發(fā)送，增強通信的速率。

dpram分為rxdpram存儲單元和txdpram存儲單元。外部接口單元與mgt光纖接口連接。mac以太網(wǎng)協(xié)議接口將數(shù)據(jù)以dma傳輸方式導入txdpram存儲器的mac幀頭內(nèi)，mac幀頭電連接ser接收單元，ser接收單元通過外部接口發(fā)送至mgt光纖接口上。

mgt光纖接口將信號通過外部接口發(fā)送到ser/des轉(zhuǎn)換模塊上，des發(fā)送單元將數(shù)據(jù)發(fā)送至rxdpram存儲器內(nèi)部的mac幀頭內(nèi)，mac幀頭以dma傳輸方式到mac以太網(wǎng)協(xié)議接口上。

txdpram存儲器的mac幀頭和rxdpram存儲器內(nèi)部的mac幀頭為同一個mac幀頭。

通過共用緩沖內(nèi)存避免數(shù)據(jù)的拷貝，實現(xiàn)零拷貝數(shù)據(jù)傳輸，從而減少傳輸延時最大化吞吐量，mac以太網(wǎng)協(xié)議接口報文比ser/des轉(zhuǎn)換模塊報文多一個mac幀頭，而64個32位整數(shù)的數(shù)據(jù)部分是相同的；通過將des發(fā)送單元的發(fā)送和ser接收單元的接收來增加mac幀頭的長度，這樣就可以使兩側(cè)共用數(shù)據(jù)緩沖內(nèi)存；mac幀頭的內(nèi)容在程序初始化時，填寫所需的目的地址、源地址、報文類型信息。

需要說明的是，本發(fā)明簡化了接口的形式，通過mgt光纖接口并使用高速串行協(xié)議進行新號傳輸，通過ser/des轉(zhuǎn)換模塊將高速串行信號轉(zhuǎn)換為并行信號，并導入dpram存儲器中，由于mgt光纖接口和mac以太網(wǎng)協(xié)議接口的時鐘頻率不同，對信號進行數(shù)據(jù)緩沖，再通過dma傳輸方式，直接將信號導入phy以太網(wǎng)物理層接口處，導入傳輸?shù)倪^程通過公用緩沖內(nèi)存避免了數(shù)據(jù)的拷貝，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的零拷貝，最后再使用phy以太網(wǎng)物理層接口對mac以太網(wǎng)協(xié)議接口的數(shù)據(jù)進行串行化導至千兆網(wǎng)卡內(nèi)實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)的交換。

最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。