CN102012868B

CN102012868B - 一种应用于epon系统中局端的数据缓存架构

Info

Publication number: CN102012868B
Application number: CN2010105688683A
Authority: CN
Inventors: 钟国新
Original assignee: HANGZHOU KANDIT SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU KANDIT SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: CN102012868A

Abstract

一种应用于EPON系统中局端的数据缓存架构，它通过使用外部SDRAM和内部SRAM相结合的方式，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，通过将数据缓存以一定的字节为单位划分成若干个块，提出一种灵活的数据缓存架构；本发明已经应用到了OLT的芯片开发过程中，并经过实际运行测试，效果优良，带宽利用率高，满足了EPON系统数据传输要求；经测试：当传输随机帧长、并区分帧为8个服务优先等级时，上行总带宽可达980Mbps以及更高。

Description

一种应用于EPON系统中局端的数据缓存架构

技术领域

本发明涉及一种应用于EPON局端系统（OLT）中的数据缓存架构，使用外部SDRAM与内部SRAM相结合的方式对数据进行缓存，并可动态的配置是否区分数据的服务等级，以分配对应的缓存容量。

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。

在EPON系统中，除了正常的数据转发之外，OLT还需要能够完成VLAN，Qos等一些二层功能，为了确保帧不丢失就要求OLT必须将数据进行缓存，并且数据会被分为不同的业务等级进而区分开。

目前很多对数据缓存的方法都是以固定的缓存配置进行缓存数据，这种方法会带来若干问题：

第一，使用固定空间配置缓存数据时，则必须将缓存空间按照数据中有可能出现的服务等级进行空间分配，并且必须能够任何一个服务等级的情况，这样就使得缓存空间必须很多，同时当数据不区分服务等级时或者只出现了几个而不是所有的服务等级时，则造成了缓存空间的浪费，利用率低；

第二，在数据缓存的管理方面，由于数据完全是存储在存储器中的，为了能够很好的进行读写管理，所以一般将数据的附加信息和数据一起写入到缓存器中，在读取时则先读取数据的附加信息，然后再读取数据，这样就会降低数据的读写效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能合理利用缓存空间，减少系统成本的应用于EPON系统中局端的数据缓存架构；它通过使用外部SDRAM和内部SRAM相结合的方式，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，通过将数据缓存以一定的字节为单位划分成若干个块，提出一种灵活的数据缓存架构。

本发明的目的市通过如下技术方案来完成的，它主要包括如下部分：1）、在OLT中，使用外部SDRAM作为数据缓存，SDRAM的容量应根据OLT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SDRAM中，各服务等级的数据的总量以及允许存放的总量，以用于OLT的Qos等业务处理，同时也用于记录当前缓存SDRAM消耗的总量，判断是否能够再存储后面来的数据；3）、在OLT中，使用若干个双口的SRAM来配合数据缓存SDRAM，用于存储缓存SDRAM中数据的等级、长度、SDRAM的空间利用情况等一些辅助信息，以便于读写缓存SDRAM。

本发明在所述部分（1）中，还包括：a、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；b、缓存SDRAM在存放数据帧时，以一定字节数的块为单位存储，在存放数据的时候不将数据连续的存放，而是按空闲块的位置存放，读取时则是按照存储的情况进行读取；c、缓存SDRAM在存储不同业务等级的数据时，形式上不再进行空间区域的分割，而是按数据块的分割，不同业务等级的数据按块的形式连续的存放在一起。

本发明在所述部分（2）中，还包括：a、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，以便于OLT的业务处理；b、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；c、寄存器中还有用于统计SDRAM中剩余空间的总量，从而判断能否够存储下一个输入的数据帧。

本发明在所述部分（3）中，还包括：a、内部SRAM中有一个表示SDRAM中各业务等级的数据存储情况的辅助SRAM，用于记录各业务等级的数据在SDRAM中的储存位置及其辅助信息等情况；b、a中所述辅助SRAM的容量根据缓存SDRAM的容量而定，被划分成与业务等级数相对于的若干区域，各区域的大小则根据SDRAM中对应业务等级的数据允许存放的总量而定，各区域都有一个起始地址指针和一个结束地址指针；c、a中所述辅助SRAM在不同区域都有两个对应的读写指针，以配合该区域的读写；d、内部SRAM中还有一个用于存放当前SDRAM中空闲块号的空闲块SRAM，该空闲块SRAM主要作用就是指示下一个进入的帧可以存放在SDRAM中的哪些块中。

本发明已经应用到了OLT的芯片开发过程中，并经过实际运行测试，效果优良，带宽利用率高，满足了EPON系统数据传输要求；经测试：当传输随机帧长、并区分帧为8个服务优先等级时，上行总带宽可达980Mbps以及更高。

附图说明

图1是现有技术的结构示意框图。

图2是本发明所述缓存SDRAM在存放数据帖时存放示意框图。

图3是本发明所述的缓存区域的结构示意图。

图4时本发明所述的两个对应读写指针的示意框图。

图5是本发明所述的空闲SRAM结构示意框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：本发明主要包括如下部分：1、在OLT中，使用外部SDRAM作为数据缓存，SDRAM的容量应根据OLT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SDRAM中，各服务等级的数据的总量以及允许存放的总量，以用于OLT的Qos等业务处理，同时也用于记录当前缓存SDRAM消耗的总量，判断是否能够再存储后面来的数据；3、在OLT中，使用若干个双口的SRAM来配合数据缓存SDRAM，用于存储缓存SDRAM中数据的等级、长度、SDRAM的空间利用情况等一些辅助信息，以便于读写缓存SDRAM。

在本发明的上述所述部分（1）中，还包括：

a) 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；

b) 缓存SDRAM在存放数据帧时，以一定字节数的块为单位存储，图2所示，在存放数据的时候不将数据连续的存放，而是按空闲块的位置存放，读取时则是按照存储的情况进行读取；

c) 缓存SDRAM在存储不同业务等级的数据时，形式上不再进行空间区域的分割，而是按数据块的分割，不同业务等级的数据按块的形式连续的存放在一起。

在本发明的上述所述部分（2）中，还包括：

a) 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，以便于OLT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。

b) 寄存器中还有用于统计SDRAM中剩余空间的总量，从而判断能否够存储下一个输入的数据帧。

在本发明的上述所述部分（3）中，还包括：

a) 内部SRAM中有一个表示SDRAM中各业务等级的数据存储情况的辅助SRAM，用于记录各业务等级的数据在SDRAM中的储存位置及其辅助信息等情况。

b) a)中所述辅助SRAM的容量根据缓存SDRAM的容量而定，被划分成与业务等级数相对于的若干区域，各区域的大小则根据SDRAM中对应业务等级的数据允许存放的总量而定，各区域都有一个起始地址指针和一个结束地址指针，如图3所示。

c) a)中所述辅助SRAM在不同区域都有两个对应的读写指针，以配合该区域的读写，如图4所示。

d) 内部SRAM中还有一个用于存放当前SDRAM中空闲块号的空闲块SRAM，该空闲块SRAM主要作用就是指示下一个进入的帧可以存放在SDRAM中的哪些块中，如图5所示。

e) 实施例

本发明在利用缓存架构进行芯片设计开发过程中，OLT的吞吐量，特别是在进行VLAN、Qos等业务处理时，跟所使用的缓存SDRAM的容量相关。

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，辅助SRAM中的空间区域则都对应到0优先级；当区分数据的服务等级时，辅助SRAM中的空间区域的个数及容量则对应到当前的业务等级数及其所允许存放的数据总量。

当存放数据时，首先判断当前帧能否存储到SDRAM中，若能则从空闲SRAM中读取当前SDRAM中空闲的块地址，然后将数据存放到缓存SDRAM中，同时将数据的辅助信息存放到辅助SRAM中。

当读取数据时，先读取辅助SRAM中的数据辅助信息，然后再根据读取出的辅助信息将SDRAM中对应的数据读出，同时再将读出数据的块地址写到空闲SDRAM中，即变为空闲块，以后的数据可以再写入。

Claims

1.一种应用于EPON系统中局端的数据缓存方法，其特征在于它主要包括如下部分：1）、在OLT中，使用外部SDRAM作为数据缓存，SDRAM的容量应根据OLT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SDRAM中，各服务等级的数据的总量以及允许存放的总量，以用于OLT的Qos业务处理，同时也用于记录当前缓存SDRAM消耗的总量，判断是否能够再存储后面来的数据；3）、在OLT中，使用若干个双口的SRAM来配合数据缓存SDRAM，用于存储缓存SDRAM中数据的等级、长度、SDRAM的空间利用情况一些辅助信息，以便于读写缓存SDRAM。

2.根据权利要求1所述的应用于EPON系统中局端的数据缓存方法，其特征在于在所述部分（1）中，还包括：a、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、帧起始和结束的辅助信息，这些辅助信息在进入缓存模块之前就应产生；b、缓存SDRAM在存放数据帧时，以一定字节数的块为单位存储，在存放数据的时候不将数据连续的存放，而是按空闲块的位置存放，读取时则是按照存储的情况进行读取；c、缓存SDRAM在存储不同业务等级的数据时，形式上不再进行空间区域的分割，而是按数据块的分割，不同业务等级的数据按块的形式连续的存放在一起。