CN101110779A

CN101110779A - 一种经快速输入输出端口到以太网端口数据传输的方法

Info

Publication number: CN101110779A
Application number: CNA2007101365991A
Authority: CN
Inventors: 余中云
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2027-07-13
Also published as: CN101110779B

Abstract

一种经快速输入输出端口到以太网端口数据传输的方法，发送方处理器和转发处理器通过快速输入输出接口连接，转发处理器和接收方处理器之间通过以太网接口连接，包括：步骤110，初始化发送方处理器，转发处理器和接收方处理器；步骤120，所述发送方处理器将待发送数据组成以太网帧格式数据包，写入到所述转发处理器的转发缓冲区；步骤130，所述转发处理器将发送数据指针指向所述转发缓冲区中的所述以太网帧格式数据包的首地址，发送所述以太网帧格式数据包至所述接收方处理器；步骤140，所述接收方处理器接收所述以太网帧格式数据包。本发明实现了数据的快速转发，并且减少了转发处理器的负荷以及数据传输的延时。

Description

一种经快速输入输出端口到以太网端口数据传输的方法

技术领域

本发明涉及通讯领域中采取多处理器配合处理数据的系统，尤其涉及一种在多处理器之间采取RapidIO(快速输入输出)协议和以太网协议进行数据传输时，数据经RapidIO端口到以太网端口数据传输的方法。

背景技术

在目前的通讯系统中，一般采取多个处理器对数据进行处理，因此有大量的数据需要在系统中传输。以太网协议和RapidIO协议是两种高速的数据传输协议，而利用处理器芯片集成的以太网口和RapidIO端口来进行板内或者板级芯片间高速数据的传输方案已经越来越得到广泛的应用。

对于多处理器间进行数据传输时，可能由于物理连接的限制或者其他原因必须需要中间有某一处理器担当数据转发的功能才能实现其他处理器之间数据的传输。这样一来如何尽可能的减少中间处理器处理转发数据带来的开销以及减少数据转发的延时，成为衡量一个多处理器系统架构好坏的重要指标。

在多个处理器间实现RapidIO数据包到以太网数据包的传输转换过程中，可能会存在多次的组包和拆包过程，用到多次数据的拷贝，这样加重了中间转发处理器的处理负担，同时也增加了数据传输的延时。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种经快速输入输出端口到以太网端口数据传输的方法，克服现有技术中因RapidIO包和以太网包包格式不同而在数据转发处理中存在的组包、拆包和数据拷贝较多的缺陷和不足，实现数据的快速转发，减少转发处理器的负荷以及数据传输的延时。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种经RapidIO端口到以太网端口数据传输的方法，发送方处理器和转发处理器通过快速输入输出接口连接，转发处理器和接收方处理器之间通过以太网接口连接，包括如下步骤：

步骤110，初始化发送方处理器，转发处理器和接收方处理器；

步骤120，所述发送方处理器将待发送数据组成以太网帧格式数据包，写入到所述转发处理器的转发缓冲区；

步骤130，所述转发处理器将发送数据指针指向所述转发缓冲区中的所述以太网帧格式数据包的首地址，发送所述以太网帧格式数据包至所述接收方处理器；

步骤140，所述接收方处理器接收所述以太网帧格式数据包。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述初始化包括，确定发送方处理器的快速输入输出接口的设备地址、转发处理器的快速输入输出接口的设备地址和以太网的介质访问控制即MAC地址、接收方处理器的以太网的MAC地址；在转发处理器中分配好转发缓冲区空间，并初始化所述转发缓冲区的读写指针为零，初始化所述转发处理器的以太网发送缓冲区描述符链表和接收方以太网接收缓冲区描述符。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤120中，所述发送方处理器将转发处理器和接收方处理器的MAC地址信息以及数据包的长度信息，即以太网帧格式数据包的帧头信息，写入到转发处理器的转发缓冲区中，再将实际需要传输的数据写入到转发处理器的转发缓冲区中，两次写入到转发缓冲区的数据组成一个完整的以太网帧格式数据包。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，如果所述待发送数据大于一个以太网帧格式数据包的长度，则将所述待发送数据按照以太网最大帧长度进行分段，每段待发送数据组成一个以太网帧格式数据包，写入所述转发缓冲区中。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤120进一步包括：

210，发送方处理器查询本地缓冲区是否有数据需要发送到接收方，有则进入220；

220，查询转发处理器的转发缓冲区是否有足够空间接收本次的数据，有则进入230，否则结束本次查询；

230，根据以太网的最大帧长，将发送数据分段，对每段数据，将转发处理器和接收方处理器的MAC地址，以及该段数据的长度，即以太网数据包的帧头信息，写入转发缓冲区的写指针开始的缓冲区中，将该段数据写入到所述以太网帧头信息后面，写入所述转发缓冲区；

240，更新发送方处理器的发送缓冲区的读指针和转发缓冲区的写指针，结束本次查询。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤130进一步包括：

320，查询转发缓冲区的读写指针是否相等，即判断是否有数据需要转发，有则进入步骤330，否则结束本次查询；

330，初始化以太网发送缓存区描述符信息，将发送缓冲区描述符的发送数据指针指向以太网帧数据包的首地址，进入步骤340；

340，查询是否有处于正在发送状态的以太网发送缓存区描述符，如果有则将步骤330初始化的以太网发送缓冲区描述符链接正在发送状态的以太网发送缓存区描述符链表尾部，进入步骤350；没有则用步骤330构造好的以太网发送缓冲区描述符重新启动一次新的以太网数据包的发送，进入步骤350

350，更新转发缓冲区的读指针，进入步骤320。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，步骤320之前进一步包含步骤310，转发处理器查询是否有处于发送完成状态的以太网发送缓存区描述符，有则将所有处于发送完成状态的以太网发送缓存区描述符回收到空闲的以太网发送缓冲区描述符链表尾部，进入步骤320。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤140进一步包括：

410，接收方查询是否有处于接收完成状态的以太网接收缓冲区描述符，有则进入步骤420，没有则结束本次查询；

420，接收数据并解析，进入步骤430；

430，回收该接收完成状态的以太网接收缓存区描述符到空闲状态的接收缓冲区描述符链表尾部，进入步骤410。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述处理器为微处理器、数字信号处理器、通信和网络处理器或嵌入式处理器。所述发送方处理器是一个处理器或一组处理器，接收方处理器是一个处理器或一组处理器。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述以太网发送缓冲区描述符是用来发送以太网数据包的描述符，转发处理器根据该描述符描述的信息，将数据发送出去，所述以太网发送缓冲区描述符有三种状态，第一种状态为空闲状态，即该描述符描述的以太网数据包不会发送；第二种状态为正在发送状态，即该缓冲区描述符描述的以太网数据包正在发送；第三种状态为已经发送完成状态，即该缓冲区描述符描述的以太网数据包已经传输完成。

本发明针对现有RapidIO包和以太网包包格式不同而在数据转发处理中存在的组包、拆包和数据拷贝较多的缺陷和不足，提供了一种RapidIO数据包到以太网数据包转换的接口、并按照该接口在发送方和接收方组包和拆包，转发处理器不需要对接收到的RapidIO数据进行解析和组包，从而实现了数据的快速转发，并且减少了转发处理器的负荷以及数据传输的延时。

附图说明

图1是本发明多处理器数据传输的整体框图。

图2是本发明发送方的RapidIO初始化流程图。

图3是本发明中转发处理器的RapidIO初始化流程图。

图4是本发明中转发处理器的以太网初始化流程图。

图5是本发明接收方的以太网初始化流程图。

图6是本发明发送方的RapidIO发送流程图。

图7是本发明中转发处理器的数据转发流程图。

图8是本发明接收方的以太网接收流程图。

具体实施方式

本发明所述的实现多处理器之间传输数据的方法包括以下步骤：

步骤110，初始化各处理器的以太网接口或RapidIO接口的端口信息。包括确定发送方处理器的RapidIO的DeviceID(设备地址)、中间转发处理器的RapidIO的DeviceID(设备地址)和以太网的MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址、接收方处理器的以太网的MAC地址。同时在转发处理器中分配好转发缓冲区空间，并初始化转发缓冲区的读写指针为零，初始化转发处理器的以太网发送缓冲区描述符链表和接收方以太网接收缓冲区描述符。

其中，所述处理器包括微处理器、数字信号处理器(DSP)、通信和网络处理器以及嵌入式处理器等。

转发处理器是指担当数据传输过程中中转功能的处理器。

其中，发送方处理器可以是一个处理器也可以是一组处理器。

其中，接收方处理器可以是一个处理器也可以是一组处理器。

步骤120，数据发送方保存转发处理器和接收方处理器的以太网的MAC地址，当有数据向接收方发送时，根据转发缓冲区的可用空间情况，先将转发处理器和接收方的MAC地址信息以及该包数据的长度信息，即以太网帧数据格式的帧头信息，通过RapidIO的DirectIO(直接输入输出)方式写入到转发处理器的转发缓冲区中，接下来再将实际需要传输的数据写入到转发处理器的转发缓冲区中，两次写入到转发缓冲区的数据组成一个完整的以太网帧格式数据包。

如果一次需要传输的数据长度大于一个以太网帧数据包长度，则发送方按照以太网帧长度分段，将传输的数据组成几个以太网帧长度的数据包，并为每个数据包在发送到转发缓冲区前先将转发处理器和接收方的MAC地址信息以及该包数据的长度信息，即以太网帧数据格式的帧头信息，通过RapidIO的DirectIO方式写入到转发处理器的转发缓冲区中，然后是每个数据包的实际数据通过RapidIO的DirectIO方式写入到转发处理器的转发缓冲区中。所有需要发送的数据都传输到转发处理器的转发缓冲区后，发送方更新该转发缓冲区的写指针。

步骤130，转发处理器首先判断此前是否有以太网发送缓冲区描述符处于发送完成状态，如果有则回收这些以太网发送缓冲区描述符，并将回收的以太网发送缓冲区描述符链接到处于空闲状态的以太网发送缓冲区描述符链尾。

其中，以太网发送缓冲区描述符是指用来发送以太网数据包的描述符，转发处理器根据该描述符描述的信息，将数据发送出去。这些描述符有三种状态，第一种状态为空闲状态，即该描述符描述的以太网数据包处于不发送状态；第二种状态为正在发送状态，即该缓冲区描述符描述的以太网数据包正在发送，第三种状态为已经发送完成状态，即该缓冲区描述符描述的以太网数据包已经传输完成。

然后以太网发送缓冲区通过查询转发缓冲区的读写指针判断是否有数据需要转发到接收方。查询到有数据需要转发时，根据转发缓冲区的读指针确定需要转发数据的第一包数据的信息。如果没有处于正在发送状态的发送缓冲区描述符，则启动新的以太网发送；如果有处于正在发送状态的发送缓冲区描述符，则将该发送数据缓冲区描述符链接到正在发送的发送缓冲区描述符链尾，同时更新转发缓冲区的读指针。

由于发送方已经将需要转发的数据组成了以太网的帧格式，转发处理器只需要初始化以太网的发送缓冲区描述符，并将发送缓冲区描述符的发送数据指针指向以太网帧数据包的首地址即可。

如果转发缓冲区的读写指针不相等说明还有数据需要转发，转发处理器继续前面的操作直到转发缓冲区的读写指针相等。

步骤140，数据接收方解析以太网的接收缓冲区描述符信息，实现数据的接收，并回收以太网的接收缓冲区描述符到以太网的接收缓冲区描述符链尾。

其中，以太网接收缓冲区描述符是指用来接收以太网数据包的描述符，接收方处理器根据这些描述符的信息来接收以太网数据包。这些描述符有两种状态，第一种状态为准备接收数据状态，第二种状态为数据接收完毕状态。

下面将结合附图对本发明的技术方案进行更详细的说明。

本发明涉及多个处理器相互协作完成数据的传输功能。

本发明所述的多处理器至少包括三个处理器，实现发送方到接收方的数据传输，如图1所示。数据发送方为处理器组A、转发处理器为处理器B、数据接收方为处理器组C，其中处理器组A可以是一个处理器，也可以是一组处理器，处理器组C可以是一个处理器，也可以是一组处理器。发送方和转发处理器B之间通过RapidIO接口连接，转发处理器B和接收方之间通过以太网接口连接。

下面以WCDMA(宽带码分多址)NodeB(基站)系统中采用多处理器系统中的数据传输为例详细描述本发明。

图2、3、4、5为处理器的初始化过程，初始化各个处理器的以太网端口或(和)RapidIO端口。

图6为发送方的发送流程，包括如下步骤：

步骤210，发送方查询本地缓冲区是否有数据需要发送到接收方，有进入步骤220，没有进入步骤280；

步骤220，查询转发处理器的转发缓冲区是否有足够空间接收本次的数据，有足够空间则进入步骤230，否则进入步骤280；

步骤230，根据以太网的最大帧长，将发送数据分为N段，进入步骤240；

步骤240，判断N是否等于零，如果等于零则进入步骤270，否则进入步骤250；

步骤250，将转发处理器和接收方的MAC地址以及该段数据的长度，即以太网帧头信息写入转发缓冲区的写指针开始的缓冲区中，将实际需要发送的数据，即N段发送数据中的一段，写入到以太网帧头信息的后面，进入步骤260；

步骤260，将N减1，转入步骤240；

步骤270，更新本地发送缓冲区的读指针，更新转发缓冲区的写指针，进入步骤280；

步骤280，结束本次查询。

图7为转发处理器B的转发流程，包括如下步骤：

步骤310，转发处理器B查询是否有处于发送完成状态的以太网发送缓存区描述符，有则将所有处于发送完成状态的以太网发送缓存区描述符回收到空闲的以太网发送缓冲区描述符链表尾部，进入步骤320；

步骤320，查询转发缓冲区的读写指针是否相等，即判断是否有数据需要转发，不相等则进入步骤330，否则进入步骤380；

步骤330，初始化以太网发送缓存区描述符信息，将发送缓冲区描述符的发送数据指针指向以太网帧数据包的首地址，进入步骤340；

步骤340，查询是否有处于正在发送状态的以太网发送缓存区描述符，如果有则进入步骤350，没有则进入步骤360；

步骤350，将步骤330初始化的以太网发送缓冲区描述符链接正在发送状态的以太网发送缓存区描述符链表尾部，进入步骤370；

步骤360，用步骤330构造好的以太网发送缓冲区描述符重新启动一次新的以太网发送，进入步骤370；

步骤370，更新转发缓冲区的读指针，进入步骤320；

步骤380，结束本次查询。

图8为接收方的接收流程，包括如下步骤：

步骤410，接收方查询是否有处于接收完成状态的以太网接收缓冲区描述符，有则进入步骤420，没有则进入步骤440；

步骤420，接收数据并处理，进入步骤430；

步骤430，回收该处于接收完成状态的以太网接收缓存区描述符到空闲状态的接收缓冲区描述符链表尾部，进入步骤410；

步骤440，结束本次查询。

本发明已成功运用于WCDMA系统中。本发明在WCDMA多种类型NodeB系统中稳定可靠，并具有良好的移植性。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种经快速输入输出端口到以太网端口数据传输的方法，发送方处理器和转发处理器通过快速输入输出接口连接，转发处理器和接收方处理器之间通过以太网接口连接，包括如下步骤：

步骤140，所述接收方处理器接收所述以太网帧格式数据包。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述初始化包括，确定发送方处理器的快速输入输出接口的设备地址、转发处理器的快速输入输出接口的设备地址和以太网的介质访问控制即MAC地址、接收方处理器的以太网的MAC地址；在转发处理器中分配好转发缓冲区空间，并初始化所述转发缓冲区的读写指针为零，初始化所述转发处理器的以太网发送缓冲区描述符链表和接收方以太网接收缓冲区描述符。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤120中，所述发送方处理器将转发处理器和接收方处理器的MAC地址信息以及数据包的长度信息，即以太网帧格式数据包的帧头信息，写入到转发处理器的转发缓冲区中，再将实际需要传输的数据写入到转发处理器的转发缓冲区中，两次写入到转发缓冲区的数据组成一个完整的以太网帧格式数据包。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，如果所述待发送数据大于一个以太网帧格式数据包的长度，则将所述待发送数据按照以太网最大帧长度进行分段，每段待发送数据组成一个以太网帧格式数据包，写入所述转发缓冲区中。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤120进一步包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤130进一步包括：

350，更新转发缓冲区的读指针，进入步骤320。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤320之前进一步包含步骤310，转发处理器查询是否有处于发送完成状态的以太网发送缓存区描述符，有则将所有处于发送完成状态的以太网发送缓存区描述符回收到空闲的以太网发送缓冲区描述符链表尾部，进入步骤320。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤140进一步包括：

420，接收数据并解析，进入步骤430；

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述处理器为微处理器、数字信号处理器、通信和网络处理器或嵌入式处理器。所述发送方处理器是一个处理器或一组处理器，接收方处理器是一个处理器或一组处理器。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述以太网发送缓冲区描述符是用来发送以太网数据包的描述符，转发处理器根据该描述符描述的信息，将数据发送出去，所述以太网发送缓冲区描述符有三种状态，第一种状态为空闲状态，即该描述符描述的以太网数据包不会发送；第二种状态为正在发送状态，即该缓冲区描述符描述的以太网数据包正在发送；第三种状态为已经发送完成状态，即该缓冲区描述符描述的以太网数据包已经传输完成。