CN101667959B - 一种物理层数据传输的方法、装置及数据传输的系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了一种物理层数据传输的方法、装置及数据传输的系统，涉及通讯技术领域，能够提高流控信号的实时性，减少数据接收端设备的缓存，降低芯片的成本。本发明实施例提供的方法包括：采用媒介无关接口方式进行数据的带内传输；采用反压信号线方式进行流控信号的带外传输。本发明的实施例提供的装置包括：数据传输单元和流控信号传输单元。本发明实施例还通过在发送端将数据封装为与协议无关的数据包；根据接收端缓存大小对所述数据包进行分片，对所述每个分片添加帧头信息并进行封装，以数据片格式进行传输来降低对数据接收端缓存容量的要求。

Description

一种物理层数据传输的方法、装置及数据传输的系统

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，具体而言是涉及一种物理层数据传输的方法、装置及数据传输的系统。

背景技术

在IP业务领域，物理层(PHY，Physical Layer)与链路层(Link Layer)之间存在有多种传输协议，为了兼容多种协议，通常物理层设备和链路层设备之间存在多种接口，例如基于ATM的通用测试与操作物理层UTOPIA接口、基于SONET/SDH的信息包POS接口、媒介无关接口(Media Independment Interface，MII)等。这种按照不同协议采用不同接口进行数据传输的方式，需要外带地址，芯片引脚按照相应的传输协议进行配置，在进行多线路并行传输时，就必须增加芯片的引脚数，这使得芯片的成本增加，而且多个线路共享总线的带宽，将限制各个线路的有效带宽。

针对这种按照不同协议采用不同接口进行数据传输的方式，现有技术提出一种串行高速总线的方式来进行数据的传输，在这种串行方式下，数据、地址和流控信号均采用带内的方式进行传输，在传输过程中，不再对采用不同协议的数据进行区分，均采用以太网的形式对数据进行封装传输。采用统一的接口方式进行数据传输，可以减少接口的种类，降低接口的复杂性；使用带内地址，通过带内方式来传输线路地址，可以区分线路端口，在线路增加时，不需要增加芯片的引脚数，降低芯片的引脚数。

如图1所示，数据单元与流控信号PAUSE帧通过数据选择器选择输出到串行接口上。对于数据单元，当从PHY侧向Link侧传送数据时，将数据单元(格式可为以太帧、ATM信元)封装成为以太网帧，然后在帧头添加目的地址，即Link侧的介质访问控制(MAC，Media Access Control)地址、源地址(PHY侧MAC地址)，最后在整个数据的最前端添加网络标识，这样就完成了数据的封装。从Link侧向PHY侧传送数据时，封装形式与上述的方式相似，只需将目的地址与源地址进行互换。

流控信号PAUSE帧是用来控制Link侧向PHY侧的数据传输，PAUSE帧只从PHY侧传送到Link侧。当需要发送请求时，在请求消息的前端添加目的地址(Link侧MAC地址)、源地址(PHY侧MAC地址)，并在数据的尾部添加循环冗余校验码CRC校验值，从而构成一个PAUSE帧数据。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在这样的问题：

由于采用的是带内、串行传输的方式，采用PAUSE帧方式进行流控，首先发起该流控帧的物理层设备需要生成PAUSE帧，对端链路层设备接收到该PAUSE帧后，需要解析，然后才能响应该流控；同时，如果当前传输的数据包很大时，该PAUSE帧必须等到该数据包传输完毕后才能插入到传输队列中被传递，这样会使得流控帧的实时性不强；而且流控响应滞后，也要求数据接收端设备有较大的缓存以避免数据的丢失，缓存的增加，会导致芯片成本的增加。

发明内容

有鉴于此，有必要提出一种物理层数据传输的方法、装置及数据传输的系统，能够提高流控信号的实时性，减少数据接收端设备的缓存，降低芯片的成本。

为实现上述目的，本发明实施例是通过如下技术方案实现的：

一方面，提供一种物理层数据传输的方法，包括：

采用媒介无关接口方式进行数据的带内传输；

采用反压信号线方式进行流控信号的带外传输。

另一方面，提供一种物理层数据传输的装置，包括：

数据传输单元，用于采用媒介无关接口方式进行数据的带内传输；

流控信号传输单元，用于采用反压信号线方式进行流控信号的带外传输。

再一方面，提供一种数据传输的系统，包括：物理层设备和链路层设备，所述物理层设备与链路层设备采用媒介无关接口方式进行数据的带内传输；所述物理层设备通过采用反压信号线方式向链路层设备进行流控信号的带外传输。

由以上本发明实施例的技术方案可知，通过采用媒介无关接口方式进行物理层设备和链路层设备的带内数据传输，采用反压信号线的方式进行物理层设备对链路层设备的带外反压信号传输，当物理层侧需要对链路层侧的数据传输进行控制时生成反压信号，该反压信号立即通过反压信号线传递给链路层侧，链路层侧在接收到该反压信号后，会在发送完当前数据包后响应该反压信号，保证了流控的实时性。而且由于发送端能够及时响应反压信号，使得接收端无需大容量的缓存存储链路层侧在响应反压信号之前所发送的数据包，因此可以减少数据接收端设备的缓存，降低芯片的成本。

附图说明

图1为现有技术中物理层侧与链路层侧数据和流控信号传输的参考模型图；

图2为本发明实施例提供的一种数据传输的系统的组成示意图；

图3为本发明实施例提供的一种物理层数据传输的方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种物理层数据传输的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案进一步详细描述。

参见图2，图2为本发明实施例提供的一种数据传输的系统的组成示意图，包括：物理层设备210和链路层设备220，

所述物理层设备210与链路层设备220采用媒介无关接口方式进行数据的带内传输；

所述物理层设备210通过采用反压信号线方式向链路层设备220进行流控信号的带外传输。

在本发明实施例中，采用的媒介无关接口方式包括采用MII、GMII(千兆媒介无关接口)、SGMII(串行千兆媒介无关接口)、RGMII(简化的千兆媒介无关接口)等MII系列接口。同时，本发明实施例增加了带外反压信号线，用于数据接收端对数据发送端流控信号的带外传输。

所述物理层设备210，还用于作为发送端将数据封装为与协议无关的数据包，根据接收端缓存大小对所述数据包进行分片，对所述每个分片添加帧头信息并进行封装，以数据片格式进行传输；以及用于作为接收端对传输的每个数据片解封装，并根据所述帧头信息进行拼接得到完整数据包，对该数据包进行解封装得到原始数据。

数据在发送端可以被封装为与协议无关的数据包，例如以太网包格式或者其它信元格式。而且可以根据接收端缓存大小对所述数据包进行分片，对每个分片添加起始及结束标志来标明该分片的有效位置，添加逻辑地址来标识该分片的对应位置等帧头信息后再进行封装，以数据片格式进行传输；相应的在数据接收端，对接收的每个数据片解封装，并根据所述帧头信息进行拼接得到完整数据包，对该数据包再次进行解封装得到原始数据。

在数据传输中，所述物理层设备210，还用于当需要对链路层设备进行流控时生成反压信号。可采用如下两种反压信号方式实现数据流控：

一种反压信号的实现方式为，接收端生成的反压信号包括反压通道ID和反压信号指示位；其中，反压通道ID用于标识需要流控的数据通道，每个数据通道对应需要进行流控的不同数据包或者不同数据片；所述反压信号指示位设置为0或1，用于指示产生反压或撤消反压。例如，指示位的0或1可以定义为：当指示位为0时，表示接收端需要对发送端进行流控；当指示位为1时，表示接收端撤销对发送端的流控，当然，对指示位设置的0或1也可以反定义：当指示位为1时，表示接收端需要对发送端进行流控；当指示位为0时，表示接收端撤销对发送端的流控。

另一种反压信号的实现方式为，接收端生成的反压信号采用位映射(BITMAP)方式，用N位长度的串数据位映射N个数据通道，所述N位长度的串数据中的每一位(bit)设置为0或1，用于指示产生反压或撤消反压，例如0用于指示产生反压，1用于指示撤消反压。这样，每个该N位长度的串数据可表示N个数据通道的反压信息，当接收端需要生成反压信号时，每个数据通道同时接收到该N位长度的串数据，并根据对应位的0或1的设置对所述每个数据通道产生反压或撤消反压。

数据在传输时，通过MII接口(包括GMII、RGMII、SGMII等MII系列)进行数据的传输，所传数据包是经过封装的与协议无关的数据包，而且可以是以数据片格式进行传输的数据包。当物理层侧需要对链路层侧的数据传输进行控制时生成反压信号，该反压信号立即通过反压信号线(Back Press)传递给链路层侧，链路层侧在接收到该反压信号后，会在发送完当前数据包后响应该反压信号，保证了流控的实时性。

而且，采用本发明的两种反压信号实现方式，由于每个数据通道对应需要进行流控的不同数据包或者不同数据片，通过设置0或1来指示需要进行流控的数据通道产生反压或撤消反压，因此，一方面可以对需要进行流控的不同数据包或者不同数据片进行准确的流控；另一方面在发送和接收流控信号时无需进行解析，也保证了流控的实时性。

更进一步地，为了保证链路层侧传输的数据不丢失，必须保证物理层侧的数据缓存至少能够存储链路层侧在响应反压信号之前所发送的数据包，如果此数据包过大则要求数据接收端的物理层侧的缓存很大。在本发明实施例中，通过根据接收端缓存大小对所述数据包进行分片，以数据片格式进行传输，这样会使每次传输的数据包变小，对接收端数据缓存的容量要求就会变小，因此可以减少数据接收端设备的缓存，降低芯片的成本。

参见图3，本发明实施例提供了一种物理层数据传输的方法，包括：

步骤301，采用媒介无关接口方式进行数据的带内传输；

步骤302，采用反压信号线方式进行流控信号的带外传输。

在本发明实施例中，采用媒介无关接口方式包括采用MII、GMII(千兆媒介无关接口)、SGMII(串行千兆媒介无关接口)、RGMII(简化的千兆媒介无关接口)等MII系列接口。同时，本发明实施例增加了带外反压信号线进行流控信号的带外传输。

在采用媒介无关接口方式进行数据的带内传输步骤之前，数据在发送端可以被封装为与协议无关的数据包，例如以太网包格式或者其它信元格式。而且根据接收端缓存大小对所述数据包进行分片，对每个分片添加起始及结束标志来标明该分片的有效位置，添加逻辑地址来标识该分片的对应位置等帧头信息后再进行封装，以数据片格式进行传输。

在采用反压信号线方式进行流控信号的带外传输步骤之前，当接收端需要对发送端进行流控时，接收端生成反压信号，该反压信号立即通过反压信号线(Back Press)传递给链路层侧，链路层侧在接收到该反压信号后，会在发送完当前数据包后响应该反压信号，保证了流控的实时性。

本发明实施例可采用如下两种反压信号方式实现数据流控：

一种反压信号的实现方式为，接收端生成的反压信号包括反压通道ID和反压信号指示位；其中，反压通道ID用于标识需要流控的数据通道，每个数据通道对应需要进行流控的不同数据包或者不同数据片；所述反压信号指示位设置为0或1，用于指示产生反压或撤消反压。例如，指示位的0或1可以定义为：当指示位为0时，表示接收端需要对发送端进行流控；当指示位为1时，表示接收端撤销对发送端的流控，当然，对指示位设置的0或1也可以反定义：当指示位为1时，表示接收端需要对发送端进行流控；当指示位为0时，表示接收端撤销对发送端的流控。

另一种反压信号的实现方式为，接收端生成的反压信号采用位映射(BITMAP)方式，用N位长度的串数据位映射N个数据通道，所述N位长度的串数据中的每一位(bit)设置为0或1，用于指示产生反压或撤消反压，例如0用于指示产生反压，1用于指示撤消反压。这样，每个该N位长度的串数据可表示N个数据通道的反压信息，当接收端需要生成反压信号时，每个数据通道同时接收到该N位长度的串数据，并根据对应位的0或1的设置对所述每个数据通道产生反压或撤消反压。

由于每个数据通道对应需要进行流控的不同数据包或者不同数据片，通过设置0或1来指示需要进行流控的数据通道产生反压或撤消反压，因此，采用本发明实施例提供的两种反压信号实现方式，一方面可以对需要进行流控的不同数据包或者不同数据片进行准确的流控；另一方面在发送和接收流控信号时无需进行解析，也保证了流控的实时性。

进一步地，本发明实施例通过对所述数据包进行分片，对所述每个分片添加帧头信息并进行封装，以数据片格式进行传输，这样会使每次传输的数据包变小，对接收端数据缓存的容量要求就会变小，因此可以减少数据接收端设备的缓存，降低芯片的成本。

参见图4，本发明实施例还提供了一种物理层数据传输的装置，包括：

数据传输单元401，用于采用媒介无关接口方式进行数据的带内传输；

流控信号传输单元402，用于采用反压信号线方式进行流控信号的带外传输。

在本发明实施例中，采用媒介无关接口方式包括采用MII、GMII(千兆媒介无关接口)、SGMII(串行千兆媒介无关接口)、RGMII(简化的千兆媒介无关接口)等MII系列接口。

数据可以在发送端被封装为与协议无关的数据包，例如以太网包格式或者其它信元格式，还可以根据接收端缓存大小对所述数据包进行分片。为此，本发明实施例提供的物理层数据传输的装置还包括：

数据包分片单元403，用于作为发送端将数据封装为与协议无关的数据包，根据接收端缓存大小对所述数据包进行分片，对所述每个分片添加帧头信息并进行封装，使所述数据传输单元401以数据片格式进行传输；和

数据片拼接单元404，用于作为接收端对所述数据传输单元401传输的每个数据片解封装，并根据所述帧头信息进行拼接得到完整数据包，对该数据包进行解封装得到原始数据。

对每个分片添加帧头信息包括：对每个分片添加起始及结束标志来标明该分片的有效位置，以及对每个分片添加逻辑地址来标识该分片的对应位置等。

这些经过封装的与协议无关的数据包，或者经过封装的数据片格式的数据包，通过数据传输单元401的MII接口(包括GMII、RGMII、SGMII等MII系列)进行带内传输。当物理层侧需要对链路层侧的数据传输进行控制时，本发明实施例提供的物理层数据传输的装置还包括：

反压信号生成单元405，用于作为接收端当需要对发送端进行流控时生成反压信号。所述反压信号生成单元405包括下列任一模块：

反压信号模块一405A，用于生成反压信号，所述反压信号包括反压通道ID和反压信号指示位，其中，所述反压通道ID用于标识需要流控的数据通道；所述反压信号指示位设置为0或1，用于指示产生反压或撤消反压；

反压信号模块二405B，用于生成反压信号，所述反压信号采用位映射方式，用N位长度的串数据位映射N个数据通道，所述N位长度的串数据中的每一位设置为0或1，用于指示产生反压或撤消反压。

如果采用反压信号模块一405A生成反压信号，接收端生成的反压信号采用反压通道ID和反压信号指示位相结合的方式，每个需要流控的数据通道采用不同的反压通道ID进行标识，对应需要进行流控的不同数据包或者不同数据片，使用反压信号指示位指示需要流控的数据通道产生反压或撤消反压。例如，指示位的0或1可以定义为：当指示位为0时，表示接收端需要对发送端进行流控；当指示位为1时，表示接收端撤销对发送端的流控，当然，对指示位设置的0或1也可以反定义：当指示位为1时，表示接收端需要对发送端进行流控；当指示位为0时，表示接收端撤销对发送端的流控。

如果采用反压信号模块二405B生成反压信号，接收端生成的反压信号采用位映射(BIT MAP)方式，用N位长度的串数据位映射N个数据通道，所述N位长度的串数据中的每一位(bit)设置为0或1，用于指示产生反压或撤消反压，例如0用于指示产生反压，1用于指示撤消反压。这样，每个该N位长度的串数据可表示N个数据通道的反压信息，当接收端需要生成反压信号时，每个数据通道同时接收到该N位长度的串数据，并根据对应位的0或1的设置对所述每个数据通道产生反压或撤消反压。

采用以上任一模块(405A、405B)，反压信号生成单元405生成的反压信号可以立即通过反压信号线(Back Press)传递给链路层侧，链路层侧在接收到该反压信号后，会在发送完当前数据包后响应该反压信号，保证了流控的实时性。而且由于每个数据通道对应需要进行流控的不同数据包或者不同数据片，通过设置0或1来指示需要进行流控的数据通道产生反压或撤消反压，因此，一方面可以对需要进行流控的不同数据包或者不同数据片进行准确的流控；另一方面在发送和接收流控信号时无需进行解析，也保证了流控的实时性。

进一步地，通过数据包分片单元403根据接收端缓存大小对所述数据包进行分片，以数据片格式进行传输，这样会使每次传输的数据包变小，对接收端数据缓存的容量要求就会变小，因此可以减少数据接收端设备的缓存，降低芯片的成本。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，该的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上对本发明实施例所提供的物理层数据传输的方法、装置及数据传输的系统进行了详细介绍，本发明主要是采用带外反压信号线的方式来传送物理层侧对链路层侧的反压信号，提高流控信号的实时性，减少数据接收端设备的缓存，从而降低芯片的成本。实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其思想；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种物理层数据传输的方法，其特征在于，该方法包括：

链路层设备作为发送端将数据封装为与协议无关的数据包；

根据作为接收端的物理层设备的缓存大小对所述数据包进行分片，对每个分片添加帧头信息并进行封装，以数据片格式进行传输；

采用媒介无关接口方式对数据片格式的数据进行带内传输；

当作为接收端的物理层设备需要对作为发送端的链路层设备进行流控时，作为接收端的物理层设备生成反压信号；

采用单独设置的反压信号线进行流控信号的带外传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反压信号包括反压通道ID和反压信号指示位，其中，所述反压通道ID用于标识需要流控的数据通道；所述反压信号指示位设置为0或1，其中，0用于指示产生反压，1用于指示撤消反压，或者，1用于指示产生反压，0用于指示撤消反压。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反压信号采用位映射方式，用N位长度的串数据位映射N个数据通道，所述N位长度的串数据中的每一位设置为0或1，其中，0用于指示产生反压，1用于指示撤消反压，或者，1用于指示产生反压，0用于指示撤消反压。

4.一种物理层数据传输的装置，其特征在于，包括：

数据包分片单元，用于当物理层设备作为发送端时，将数据封装为与协议无关的数据包，根据作为接收端的链路层设备的缓存大小对所述数据包进行分片，对每个分片添加帧头信息并进行封装，使数据传输单元以数据片格式进行传输；和

数据片拼接单元，用于当物理层设备作为接收端时，对所述数据传输单元传输的每个数据片解封装，并根据每个数据片的帧头信息进行拼接得到完整数据包，对该数据包进行解封装得到原始数据；

数据传输单元，用于采用媒介无关接口方式对数据片格式的数据进行带内传输；

反压信号生成单元，用于当作为接收端的物理层设备需要对作为发送端的链路层设备进行流控时生成反压信号；

流控信号传输单元，用于采用单独设置的反压信号线进行流控信号的带外传输。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述反压信号生成单元包括下列任一模块：

反压信号模块一，用于生成反压信号，所述反压信号包括反压通道ID和反压信号指示位，其中，所述反压通道ID用于标识需要流控的数据通道；所述反压信号指示位设置为0或1，其中，0用于指示产生反压，1用于指示撤消反压，或者，1用于指示产生反压，0用于指示撤消反压；

反压信号模块二，用于生成反压信号，所述反压信号采用位映射方式，用N位长度的串数据位映射N个数据通道，所述N位长度的串数据中的每一位设置为0或1，用于指示产生反压或撤消反压。

6.一种数据传输的系统，其特征在于，该系统包括：物理层设备和链路层设备，

所述链路层设备，还用于作为发送端将数据封装为与协议无关的数据包，根据接收端缓存大小对所述数据包进行分片，对每个分片添加帧头信息并进行封装，以数据片格式进行传输；

所述物理层设备，用于作为接收端对传输的每个数据片解封装，并根据所述帧头信息进行拼接得到完整数据包，对该数据包进行解封装得到原始数据；

所述物理层设备与链路层设备采用媒介无关接口方式对数据片格式的数据进行带内传输；

所述物理层设备，还用于当需要对链路层设备进行流控时生成反压信号；

所述物理层设备通过采用单独设置的反压信号线向链路层设备进行流控信号的带外传输。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述反压信号包括反压通道ID和反压信号指示位，其中，反压通道ID用于标识需要流控的数据通道，所述反压信号指示位设置为0或1，其中，0用于指示产生反压，1用于指示撤消反压，或者，1用于指示产生反压，0用于指示撤消反压；

或者，所述反压信号采用位映射方式，用N位长度的串数据位映射N个数据通道，所述N位长度的串数据中的每一位设置为0或1，其中，0用于指示产生反压，1用于指示撤消反压，或者，1用于指示产生反压，0用于指示撤消反压。