CN101883046B - 一种应用于epon终端系统的数据缓存架构 - Google Patents

Abstract

一种应用于EPON终端系统的数据缓存架构，它包括一ONU中，使用内部双口SRAM作为数据缓存，SRAM的位宽匹配于内部数据的宽度；一缓存模块中，使用一些寄存器来统计缓存SRAM中，各服务等级的数据的总量，以用于ONU向OLT发送Report进行申请相应的带宽，也用于记录当前缓存SRAM消耗的总量，判断是否能够再存储后面来的数据；一缓存SRAM和辅助SRAM中，设置与服务等级相对应个数的地址指针，用于表示各服务等级的数据在缓存SRAM中和辅助SRAM中，存放的起始地址以及结束地址，本发明可分配各服务等级缓存容量的策略，引入一个指针SRAM来配合缓存SRAM的读写操作，提出一种灵活的数据缓存架构。

Description

一种应用于EPON终端系统的数据缓存架构

技术领域

本发明涉及应用于EPON终端系统(ONU)中的数据缓存架构，以字节为单位，适用于使用内部双口SRAM，对数据缓存，并可动态的配置缓存空间，从而区分不同的数据服务等级。

背景技术

EPON系统是一种点到多点的网络系统，其主要包含三个部分：局端OLT、终端(用户端)ONU以及无源光分路器，如附图1所示。在下行方向，OLT发出的以太网数据包以一种广播方式经过1xN的无源光分路器后传输到每一个ONU，而ONU则有选择地提取数据包；在上行方向，由于无源光分路器的方向特性，任何一个ONU发出的数据包只能到达OLT，而不能到达ONU，即：所有ONU的数据传送到同一个OLT，由此构建了EPON系统的点对多点的网络。

目前在利用外部存储器缓存数据，或者以及固定的缓存配置进行缓存数据时，首先根据存储器中的存储的数据量向OLT申请带宽，当ONU获得OLT分配的数据发送时隙后，从存储器提取数据，然后发送给OLT。这种方法会带来若干问题：

在ONU获得发送时隙后从外部存储器中读出数据，由于对存储器进行读操作会有一定的时延，也就是在向OLT发送数据时产生一定的时延，造成带宽的浪费；同时外部存储器自身需要有刷新操作来保持数据，而刷新操作需要一定的时间才能完成，在这段时间内是无法访问外部存储器的，这更加加重了数据带宽的浪费；

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的不足，提供一种解决上述问题，合理的利益缓存空间，减少系统成本的应用于EPON终端系统的数据缓存架构。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种应用于EPON终端系统的数据缓存架构，它包括有：

(1)在ONU中，使用内部双口SRAM作为数据缓存，缓存SRAM的位宽匹配于内部数据的宽度，如内部数据宽度为8位，则SRAM的位宽即为8位；SRAM的容量应根据ONU实际使用时需要缓存数据的多少而定；

(2)在缓存模块中，使用一些寄存器来统计缓存SRAM中，各服务等级的数据的总量，以用于ONU向OLT发送Report进行申请相应的带宽，同时也用于记录当前缓存SRAM消耗的总量，判断是否能够再存储后面来的数据。

(3)在ONU中，使用一个双口的辅助SRAM来配合数据缓存SRAM，用于存储缓存SRAM中数据的等级、长度等一些辅助信息，以便于再读取缓存SRAM。

(4)在缓存SRAM和辅助SRAM中，设置与服务等级相对应个数的地址指针，用于表示各服务等级的数据在缓存SRAM中和辅助SRAM中，存放的起始地址以及结束地址。

在本发明的上述所述部分(1)中，还包括：

内部数据帧在输送到缓存模块时，还应带有表示该数据帧服务等级、帧长度、帧起始和结束等一些辅助信息，这些辅助信息在进入缓存模块之前就应产生；

缓存SRAM在存放数据帧时，以字节为单位存储，但在存放数据的时候还是按帧的格式将数据连续的存放，读取时则也是按照帧的格式连续的读取数据；

缓存SRAM会被上述所述部分(4)中的起始和结束地址指针，无形的划分为N个(N等于数据服务等级的个数)区域，如图2所示，每个区域中只存放相应的服务等级的数据，在存储时，数据之间、数据帧之间为连续的存储，没有间隙，从而充分的利用缓存；

缓存SRAM的容量根据实际ONU系统的应用情况而定。

在本发明的上述所述部分(2)中，还包括：

寄存器有N组(N等于数据服务等级的个数)，各组寄存器统计相应服务等级缓存中数据的总量，同时统计在数据帧输出时一些必要的开销，用于ONU向OLT进行带宽的申请；

各寄存器组中还有统计其对应的缓存区中剩余的容量，从而判断能否够存储下一个输入的相应服务等级的数据帧。

在本发明的上述所述部分(3)中，还包括：

辅助SRAM也被上诉所述部分(4)中的起始和结束地址指针，无形的划分为N个(N等于数据服务等级的个数)区域，每个区域中只存放相应的服务等级的数据帧的辅助信息；

在各服务等级的缓存区域中，数据为连续存储，没有间隙；

辅助SRAM的容量根据缓存SRAM的容量而定，其要是就是能够存储下缓存SRAM中所有数据帧的辅助信息。

在本发明的上述所述部分(4)中，还包括：

地址指针有N组(N等于数据服务等级的个数)，每组中都有一对固定的缓存SRAM的起始地址、结束地址，和辅助SRAM的起始地址、结束地址，用于划分缓存SRAM和辅助SRAM为N个(N等于数据服务等级的个数)区域；

每组地址指针中还有一对动态的读、写地址指针，用于记录当前缓存SRAM和辅助SRAM中对应服务等级的数据和辅助信息的读写地址，从而方便下一个对应服务等级的数据帧及其辅助信息的存储，以及数据的输出。

每组地址指针中的动态读写指针都不会大于固定的结束地址，也不会小于固定的起始地址，在数据存储和读取时，动态读写指针在固定的起始地址和结束地址之间变动。

本发明通过使用内部的双口SRAM，采用灵活的可动态适应数据服务等级，并可分配各服务等级缓存容量的策略，通过引入一个指针SRAM来配合缓存SRAM的读写操作，提出一种灵活的数据缓存架构。

附图说明

图1是本发明的现有技术结构示意图。

图2是本发明所述的数据存储示意图。

图3是本发明所述的动态指针读写示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：一种应用于EPON终端系统的数据缓存架构，它包括有：

(1)在ONU中，使用内部双口SRAM作为数据缓存，缓存SRAM的位宽匹配于内部数据的宽度，如内部数据宽度为8位，则SRAM的位宽即为8位；SRAM的容量应根据ONU实际使用时需要缓存数据的多少而定；

(2)在缓存模块中，使用一些寄存器来统计缓存SRAM中，各服务等级的数据的总量，以用于ONU向OLT发送Report进行申请相应的带宽，同时也用于记录当前缓存SRAM消耗的总量，判断是否能够再存储后面来的数据。

(3)在ONU中，使用一个双口的辅助SRAM来配合数据缓存SRAM，用于存储缓存SRAM中数据的等级、长度等一些辅助信息，以便于再读取缓存SRAM。

(4)在缓存SRAM和辅助SRAM中，设置与服务等级相对应个数的地址指针，用于表示各服务等级的数据在缓存SRAM中和辅助SRAM中，存放的起始地址以及结束地址。

在本发明的上述所述部分(1)中，还包括：

内部数据帧在输送到缓存模块时，还应带有表示该数据帧服务等级、帧长度、帧起始和结束等一些辅助信息，这些辅助信息在进入缓存模块之前就应产生；

缓存SRAM在存放数据帧时，以字节为单位存储，但在存放数据的时候还是按帧的格式将数据连续的存放，读取时则也是按照帧的格式连续的读取数据；

缓存SRAM会被上述所述部分(4)中的起始和结束地址指针，无形的划分为N个(N等于数据服务等级的个数)区域，如图2所示，每个区域中只存放相应的服务等级的数据，在存储时，数据之间、数据帧之间为连续的存储，没有间隙，从而充分的利用缓存；

缓存SRAM的容量根据实际ONU系统的应用情况而定。

在本发明的上述所述部分(2)中，还包括：

寄存器有N组(N等于数据服务等级的个数)，各组寄存器统计相应服务等级缓存中数据的总量，同时统计在数据帧输出是一些必要的开销，用于ONU向OLT进行带宽的申请；

各寄存器组中还有统计其对应的缓存区中剩余的容量，从而判断能否够存储下一个输入的相应服务等级的数据帧。

在本发明的上述所述部分(3)中，还包括：

辅助SRAM也被上述所述部分(4)中的起始和结束地址指针，无形的划分为N个(N等于数据服务等级的个数)区域，如图2所示，每个区域中只存放相应的服务等级的数据帧的辅助信息；

在各服务等级的缓存区域中，数据为连续存储，没有间隙；

辅助SRAM的容量根据缓存SRAM的容量而定，其要点就是能够存储下缓存SRAM中所有数据帧的辅助信息。

在本发明的上述所述部分(4)中，还包括：

地址指针有N组(N等于数据服务等级的个数)，每组中都有一对固定的缓存SRAM的起始地址、结束地址，和辅助SRAM的起始地址、结束地址，用于划分缓存SRAM和辅助SRAM为N个(N等于数据服务等级的个数)区域；

每组地址指针中还有一对动态的读、写地址指针，如图3所示，用于记录当前缓存SRAM和辅助SRAM中对应服务等级的数据和辅助信息的读写地址，从而方便下一个对应服务等级的数据帧及其辅助信息的存储，以及数据的输出。

每组地址指针中的动态读写指针都不会大于固定的结束地址，也不会小于固定的起始地址，在数据存储和读取时，动态读写指针在固定的起始地址和结束地址之间变动。

在利用本发明缓存架构进行芯片设计开发过程中，ONU的带宽以及吞吐量跟所使用的缓存SRAM的容量相关，在一定范围内缓存容量越大带宽越高，当缓存容量足够大时，例如1MByte时，ONU的带宽以及吞吐量则为稳定值，不再受缓存容量的影响。

本架构在工作时，首先判断当前的工作情况是否区分数据的服务等级，当不区分数据的服务等级时，则数据都默认为优先级0，0优先级的固定起始和结束地址为整个缓存SRAM和辅助SRAM的起始地址和结束地址，动态的读写地址都为起始地址；其他优先级的固定起始地址和结束地址都为0，即没有空间存放。

当存放数据时，模块将数据依次的存放到缓存SRAM中，同时将数据的辅助信息存放到缓存SRAM中，动态写地址则从零不断的变大，当达到结束地址时则返回。当读取数据时，模块先根据辅助SRAM的动态读指针读取辅助SRAM，将帧的信息读出，从而得知将要读取的数据帧的辅助信息，然后再根据缓存SRAM的动态读指针的位置进行读取数据，同时动态读指针不断的变大，当变动的值等于读出的帧长度信息时即读完一个帧，当读完一个帧时则停止，当动态读指针到底结束地址时则返回。

当区分数据的服务等级时，则根据外部的设置来配置各服务等级的固定起始地址和结束地址，同时也更新对应服务等级的动态地址指针。

当存放数据时，首先根据数据到了时对应的辅助信息判断其优先级对于的缓存区域，然后根据对应的动态写指针写入到缓存SRAM中，同时将辅助信息存放到辅助SRAM中。读取时重复上面的读取步骤。

Claims (10)

1.一种应用于EPON终端系统的数据缓存架构，其特征在于它包括有：

一ONU，其中使用内部双口SRAM作为数据缓存，且缓存SRAM的位宽匹配于内部数据的宽度；

一缓存模块，其中使用一些寄存器来统计缓存SRAM中各服务等级的数据总量，以用于ONU向OLT发送Report进行申请相应的带宽，同时也用于记录当前缓存SRAM消耗的总量，判断是否能够再存储后面来的数据；

所述ONU中，还使用一个双口的辅助SRAM来配合缓存SRAM，用于存储缓存SRAM中数据的等级、长度辅助信息，以便于再读取缓存SRAM；

所述的缓存SRAM和辅助SRAM，其中设置与服务等级相对应个数的地址指针，用于表示各服务等级的数据在缓存SRAM中和辅助SRAM中存放的起始地址以及结束地址。

2.根据权利要求1所述的应用于EPON终端系统的数据缓存架构，其特征在于所述的内部数据在输送到缓存模块时，还应带有表示所述数据的服务等级、帧长度、帧起始和结束辅助信息，这些辅助信息在进入缓存模块之前就应产生。

3.根据权利要求1所述的应用于EPON终端系统的数据缓存架构，其特征在于所述的缓存SRAM在存放数据帧时，以字节为单位存储。

4.根据权利要求1或3所述的应用于EPON终端系统的数据缓存架构，其特征在于所述的缓存SRAM会被起始和结束地址指针，无形的划分为N个区域，其中N等于数据服务等级的个数。

5.根据权利要求1所述的应用于EPON终端系统的数据缓存架构，其特征在于所述的寄存器有N组，其中N等于数据服务等级的个数，各组寄存器统计相应服务等级缓存中的数据总量，同时统计在数据帧输出时一些必要的开销，用于ONU向OLT进行带宽的申请。

6.根据权利要求5所述的应用于EPON终端系统的数据缓存架构，其特征在于所述的各寄存器组中还有对应缓存区中剩余容量的统计，从而判断能否够存储下一个输入的相应服务等级的数据帧。

7.根据权利要求6所述的应用于EPON终端系统的数据缓存架构，其特征在于所述的在各寄存器组中的缓存区中，数据帧为连续存储，没有间隙。

8.根据权利要求1所述的应用于EPON终端系统的数据缓存架构，其特征在于所述的地址指针有N组，其中N等于数据服务等级的个数；每组中都有一对固定的缓存SRAM的起始地址、结束地址，和辅助SRAM的起始地址、结束地址，用于划分缓存SRAM和辅助SRAM为N个区域。

9.根据权利要求8所述的应用于EPON终端系统的数据缓存架构，其特征在于所述的每组地址指针中还有一对动态的读、写地址指针，用于记录当前缓存SRAM和辅助SRAM中对应服务等级的数据和辅助信息的读写地址，从而方便下一个对应服务等级的数据帧及其辅助信息的存储，以及数据的输出。

10.根据权利要求8所述的应用于EPON终端系统的数据缓存架构，其特征在于所述的每组地址指针中的动态读写指针都不会大于固定的结束地址，也不会小于固定的起始地址，在数据存储和读取时，动态读写指针在固定的起始地址和结束地址之间变动。

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