CN102118305A - 一种通信设备的业务板及包含该业务板的通信设备 - Google Patents

Abstract

为了解决目前通信设备的业务板交互的数据包冲突的问题，本发明提出了一种通信设备的业务板及包含该业务板的通信设备。该业务板(B0)包括一个交换单元(S0)和多个处理单元(DSP0、DSP1)，在同一时间单元中，该多个处理单元里最多只有一个处理单元发送数据包，避免了发送端的数据包冲突。该通信设备(3)包括前述业务板(B0、B1)作为输出业务板，还包括装有交换模块(S2)和多个处理模块(DSP4、DSP5)的输入业务板(B2)，在同一时间单元中，各输出业务板的处理单元发送给输入业务板的处理模块的数据包(0→4、2→5)所对应的输入业务板的交换模块(S2)的输出端口各不相同，避免了接收端的数据包冲突。

Description

一种通信设备的业务板及包含该业务板的通信设备

技术领域

本发明涉及通信设备，尤其涉及对通信设备的业务板的数据交互进行协调的技术。

背景技术

随着通信技术的发展，目前的通信设备需要进行的数据处理操作十分地复杂。例如，在基于OFDM的MIMO接收机中，数据处理包括第一级信号处理和第二级信号处理，其中第一级信号处理包括各天线接收的信号的同步和FFT处理，第二级信号处理包括对第一级信号处理后的信号进行信道估计和MIMO解调处理。为设备管理、检修、扩容的方便，通信设备一般包括多块业务板，各块业务板分别进行复杂的数据处理操作中的一个处理步骤。各业务板之间需要进行交互，以接收来自执行上一个处理步骤的业务板的数据，并将本业务板处理后的数据提供给执行下一个处理步骤的业务板。在一个例子中，如图1所示，接收机1包括业务板B0、B1和B2。其中，业务板B0包括DSP0和DSP1两个处理单元，每个处理单元都执行第一级信号处理功能；业务板B0还包括一个交换单元S0，处理单元DSP0和DSP1与该交换单元S0的输入端口P0和P2一一相连，该交换单元S0分别将各处理单元发送的数据通过一输出端口P3转发给另一块业务板B2的交换模块S2的输入端口P0，交换模块S2再将数据通过输出端口P2或P3转发给业务板B2上的执行第二级信号处理功能的处理模块DSP4或DSP5。业务板B1也是一块执行第一级信号处理功能的业务板，它以与业务板B0类似的方式构成、与业务板B2连接并运作。

在现有技术中，处理单元都独立地向执行下一个处理步骤的处理单元发送数据包。例如，如图1所示，在第一个数据包时间中，处理单元DSP0、DSP1、DSP2和DSP3分别向处理模块DSP4发送数据包；在第二个数据包时间中，处理单元DSP0、DSP1、DSP2和DSP3分别向处理模块DSP5发送数据包。在这种情况下，对于业务板B0的交换单元S0，它同时收到来自处理单元DSP0和DSP1各自发送给处理模块DSP4的数据包，它需要将两个数据包转发给处理模块DSP4。但是，交换单元S0仅有一个输出端口与处理模块DSP4相通，在接收完两个数据包后，交换单元S0只能随机输出其中一个数据包；并且，由于数据包较大并且实时系统的实时性要求很高，交换单元S0也无法将没有输出的数据包缓存以后再发出，因此，交换单元S0只能将其中一个数据包0→4输出，并将另一个数据包1→4丢弃(图中“X”所表示)。对于业务板B1的交换单元S1也是如此，它只能随机地将数据包3→4输出，并将另一个数据包2→4丢弃。对于业务板B2的交换模块S2，它同时收到来自交换单元S0和S1转发的、分别来自处理单元DSP0和DSP3的发送给处理模块DSP4的数据包。但是，交换单元S0只有一个输出端口P3和处理模块DSP4的一个输入端口相连，在接收完两个数据包后交换模块S2只能随机输出一个数据包；并且，由于数据包较大并且实时系统的实时性要求很高，交换模块S2也无法将没有输出的数据包缓存以后再发出，因此交换模块S2只能将其中一个数据包0→4输出，并将另一个数据包3→4丢弃。对于各处理单元在第二个数据包时间中发送的各个数据包，也会发生类似的情况：交换单元S0将接收到的数据包1→5输出，而将数据包0→5丢弃；交换单元S1将接收到的数据包2→5输出，而将数据包3→5丢弃；交换模块S2将接收到的数据包2→5输出，而将数据包1→5丢弃。丢弃数据包之后，各交换单元可以通知该数据包的源处理单元重新发送该数据包；该数据包的源处理单元也可以根据该数据包发出后没有收到确认，而重新发送该数据包。

可以看出，数据包冲突不仅发生在发送端的业务板，还发生在 接收端的业务板。这种冲突导致了比较严重的数据包丢失，并且十分浪费带宽。不仅如此，由于处理单元必须重发被随机地丢弃的数据包，使得其数据包到达目的地的送达时间很不确定，这在有实时性要求的通信设备中是个难以容忍的缺陷。

发明内容

本发明的一个目的就是解决现有技术中业务板通信的数据包冲突的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种通信设备的业务板，该业务板包括：一个交换单元，具有多个输入端口和至少一个输出端口；多个处理单元，分别与该多个输入端口一一相连；该多个处理单元分别通过相连的输入端口向该交换单元发送数据包，该交换单元分别将各数据包通过与该数据包对应的输出端口转发；其中，在同一时间单元中，该多个处理单元里最多只有一个处理单元发送数据包；或当该交换单元具有至少两个输出端口时，在同一时间单元中，至少两个处理单元发送数据包，所发送的各数据包所对应的输出端口各不相同。

在以上方面中，发送数据包的处理单元所在的业务板的交换单元的输出端口上不会有数据包冲突，避免了数据包冲突导致的丢包，继而保证了数据包的送达时间是稳定的。

相应地，本发明还提供了包括以上业务板作为输出业务板的通信设备。

在一个优选的方面中，本发明提供的该通信设备还包括：

至少一块输入业务板，包括：一个交换模块，包括多个输入端口和多个输出端口，各输出业务板的交换单元的输出端口分别与该交换模块的各输入端口一一相连；多个处理模块，分别与该输入业务板的交换模块的所述多个输出端口一一相连；

各输出业务板的处理单元将数据包发送给该输入业务板的多个处理模块中的一目的处理模块，其中，各交换单元分别将各数据包 转发给该交换模块，该交换模块分别将各数据包通过对应的输出端口转发给目的处理模块；其中，在同一时间单元中，各处理单元发送的数据包所对应的交换模块的输出端口各不相同。

在以上优选的方面中，接收数据包的处理单元所在的业务板的交换单元的输出端口上不会有数据包冲突，避免了数据包冲突导致的丢包，并保证了数据包的送达时间是稳定的。

本发明的以上特性及其他特性将在下文中的实施例部分进行明确地阐述。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的以上及其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1是现有技术中业务板间通信及数据包冲突的示意图；

图2是根据本发明一个具体实施方式的，一个帧分为四个时间单元的示意图；

图3是根据本发明一个具体实施方式的，业务板间通信的示意图。

附图中，相同或者相似的附图标识代表相同或者相似的部件。

具体实施方式

本实施例将以本发明在基于OFDM的MIMO接收机中的应用为例，对本发明的构思进行说明。

如图2所示，一个OFDM帧的长度一般为5毫秒(ms)。在本实施方式中，将一个帧的时间均分为四个时间单元TS1 、TS2、TS3和TS4，每个时间单元的长度为1.25ms。

该接收机3包括执行第一层数据处理功能的业务板B0和B 1，以及执行第二层数据处理功能的业务板B2，它们的组成以及连接方式如图3所示。通信设备包括四个接收天线(图中未示出)，处理单元DSP0、DSP1、DSP2和DSP3分别与第一根天线、第二根天线、 第三根天线和第四根天线相连，并分别通过所在业务板的交换单元S0和S1，经由业务板B2的交换模块S2与处理模块DSP4和DSP5相通。处理单元DSP0、DSP1、DSP2和DSP3用于分别对与其相连的天线所接收的数据进行信号的同步和FFT处理；处理模块DSP4和DSP5用于使用四个处理单元DSP0、DSP1、DSP2和DSP3产生的信号，对同步和FFT处理后的信号进行信道估计和MIMO解调处理。每个处理单元在一帧的时间内中发出2个数据包，每个处理模块在一帧的时间内中接收4个数据包。

在这里，为了明确和简洁地指示不同的器件，本说明书将业务板B0和B1上的器件称为单元，将业务板B0和B1上的器件称为模块，这两个命名上的区别不应理解为对它们的实现形式上的任何限定：例如，在具体实现本发明的过程中，处理单元和处理模块在物理上可以是同一型号的DSP处理器，交换单元和交换模块在物理上也可以是同一型号的交换设备。

业务板B0上还装有分别与处理单元DSP0和DSP1对应的时间单元控制器TC0和TC1；业务板B1上装有分别与处理单元DSP2和DSP3对应的时间单元控制器TC2和TC3，四个时间单元控制器都与同一个GPS时钟相连，用于根据该时钟的时钟信号产生对于该多个处理单元同步的、指示时间单元TS0、TS1、TS2和TS3的信号，并将该信号提供给各处理单元。从具体实现上来说，各时间单元控制器可以以FPGA的形式实现，本领域的一般技术人员也可以以其它方式实现该控制器，本发明在此不予赘述。

首先，在一个时间单元TS0开始时，各时间单元控制器将表示该时间单元开始的信号提供给各处理单元。在业务板B0中，处理单元DSP0发出目的为处理模块DSP4的数据包0→4；并且，处理单元DSP1不发送任何数据包。数据包0→4中带有该数据包的目的DSP4的信息。在目前来说，本优选的实施方式可以使用SRIO(SerialRapidIO)协议实现。在该协议中规定，数据包中应包括目的地址。本领域的一般技术人员可以理解，本发明并不限于基于SRIO协议。

交换单元S0事先记录与有处理模块DSP4和DSP5分别对应的输出端口，即端口P3。在交换单元S0接收到数据包0→4后，从该数据包中提取出该数据包的目的DSP4的信息，并根据记录确定该数据包对应的输出端口为P3，则在交换单元S0将数据包0→4从端口P3转发给交换模块S2。

在业务板B2中，交换模块S2在其输入端口P0上接收到该数据包。交换模块S2事先记录与有处理模块DSP4和DSP5分别对应的输出端口，即分别是端口P3和P2。在交换模块S2接收到数据包0→4后，从该数据包中提取出该数据包的目的DSP4的信息，并根据记录确定该数据包对应的输出端口为P3，则在交换单元S0将数据包0→4从端口P3转发给处理模块DSP4。

可见，在时间单元TS0中，用于发送数据包的处理单元DSP0和DSP1里只有处理单元DSP0发送数据包，这样业务板B0的交换单元S0的输出端口P3上不会有数据包冲突，避免了数据包冲突导致的丢包，继而保证该数据包的送达时间是稳定的。

并且，在业务板B1中，类似的，处理单元DSP2发出目的为处理模块DSP5的数据包2→5；并且，处理单元DSP3不发送任何数据包。交换单元S1事先记录与有处理模块DSP4和DSP5分别对应的输出端口，即端口P3。在交换单元S0接收到数据包2→5后，将数据包2→5从端口P3转发给交换模块S2。交换模块S2在端口P1上接收到数据包2→5后，从该数据包中提取出该数据包的目的DSP5的信息，并根据记录确定该数据包对应的输出端口为P2，则在交换模块S2将数据包2→5从端口P2转发给处理模块DSP5。

可见，在时间单元TS0中，业务板B1上的处理单元DSP2和DSP3里只有处理单元DSP2发送数据包，这样业务板B1的交换单元S1的输出端口P3上不会有数据包冲突，避免了数据包冲突导致的丢包，并保证了数据包2→5送达时间是稳定的。

并且，在时间单元TS0中，处理单元DSP0和DSP2所发送的数据包的目的处理单元不同，这使得该两个数据包对应的交换模块S2 的输出端口各不相同。因此，交换模块S2的输出端口P2和P3上不会有数据包冲突，避免了数据包冲突导致的丢包，并保证了该两个数据包的送达时间是稳定的。

第二个时间单元TS1开始时，如图3所示，在业务板B0中，处理单元DSP0不发送任何数据包，处理单元DSP1包发出目的为处理模块DSP4的数据包1→4。在业务板B 1中，处理单元DSP2不发送任何数据包，处理单元DSP3发出目的为处理模块DSP5的数据包3→5。与以上的过程类似的，在分别接收到数据包后，交换单元S0和S 1分别将数据包1→4和3→5通过各自的输出端口P3发送给交换模块S2。交换模块S2分别在端口P0和P1上接收到数据包1→4和3→5，将数据包1→4从端口P3转发给处理模块DSP4，将数据包3→5从端口P2转发给处理模块DSP5。这样，交换单元S0、S1和S2的输出端口都不会出现数据包冲突，避免了数据包冲突导致的丢包，并保证了该些数据包的送达时间是稳定的。

第三个时间单元TS2开始时，如图3所示，在业务板B0中，处理单元DSP0发出目的为处理模块DSP5的数据包0→5，处理单元DSP1不发送任何数据包。在业务板B1中，处理单元DSP2发出目的为处理模块DSP4的数据包2→4，处理单元DSP3不发送任何数据包。与以上的过程类似的，在分别接收到数据包后，交换单元S0和S1分别将数据包0→5和2→4通过各自的输出端口P3发送给交换模块S2。交换模块S2分别在端口P0和P1上接收到数据包0→5和2→4，将数据包0→5从端口P2转发给处理模块DSP5，将数据包2→4从端口P3转发给处理模块DSP4。这样，交换单元S0、S1和S2的输出端口都不会出现数据包冲突，避免了数据包冲突导致的丢包，并保证了该些数据包的送达时间是稳定的。

第四个时间单元TS3开始时，如图3所示，在业务板B0中，处理单元DSP0不发送任何数据包，处理单元DSP1包发出目的为处理模块DSP5的数据包1→5。在业务板B 1中，处理单元DSP2不发送任何数据包，处理单元DSP3发出目的为处理模块DSP4的数据包 3→4。与以上的过程类似的，在分别接收到数据包后，交换单元S0和S1分别将数据包1→5和3→4通过各自的输出端口P3发送给交换模块S2。交换模块S2分别在端口P0和P1上接收到数据包1→5和3→4，将数据包1→5从端口P2转发给处理模块DSP5，将数据包3→4从端口P3转发给处理模块DSP4。这样，交换单元S0、S1和S2的输出端口都不会出现数据包冲突，避免了数据包冲突导致的丢包，并保证了该些数据包的送达时间是稳定的。

在处理模块DSP4和DSP5接收到经过第一级信号处理的、来自四根天线的该帧的数据后，它们对该帧的数据执行第二级信号处理。在对于之后的各帧，处理单元DSP0、DSP1、DSP2、DSP3、DSP4和DSP5重复以上运作。

在以上的实施方式中，各个处理单元事先被配置好在一帧中的各个时间单元中是否发送数据包，和所发送的数据包的目的处理模块。各个处理单元能够通过以下任一种方式获取该配置信息：

读取该通信设备的闪存中用于该处理单元的配置；

通过该业务板的网络接口接收用于该处理单元的配置。

对于如何配置同一输出业务板的多个处理单元哪个时间单元发送数据包，已不是本发明所关注的重点。任何满足在同一时间单元中，该多个处理单元里最多只有一个处理单元发送数据包，或者，当该交换单元具有至少两个输出端口时，在同一时间单元中，至少两个处理单元发送数据包，所发送的各数据包所对应的输出端口各不相同的配置方式都能够适用于本发明。

并且，对于如何配置在多块输出业务板的多个处理单元同时发送的数据包的目的处理模块，已不是本发明所关注的重点。任何满足多个输出业务板的各处理单元发送的数据包所对应的输入业务板的交换模块的输出端口各不相同的配置方式，都能够适用于本发明。

在以上实施方式中，发送数据包的处理单元所在的业务板的交换单元只有一个输出端口，因此，为了避免该输出端口出现数据包 冲突，该业务板上安装的处理单元在同一时间单元中最多只有一个发送数据。在一个变化的实施方式中，发送数据包的处理单元所在的业务板的交换单元具有至少两个输出端口，为了避免该些输出端口出现数据包冲突，至少两个处理单元发送各数据包的所对应的输出端口各不相同，例如各数据包的各目的处理模块所对应的输出端口各不相同。

尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本发明，应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所上述实施方式。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。在发明的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (9)

1.一种通信设备的业务板，该业务板包括：

-一个交换单元，具有多个输入端口和至少一个输出端口；

-多个处理单元，分别与该多个输入端口一一相连；

该多个处理单元分别通过相连的输入端口向该交换单元发送数据包，该交换单元分别将各数据包通过与该数据包对应的输出端口转发；

其中，

-在同一时间单元中，该多个处理单元里最多只有一个处理单元发送数据包；或

-当该交换单元具有至少两个输出端口时，在同一时间单元中，至少两个处理单元发送数据包，所发送的各数据包所对应的输出端口各不相同。

2.根据权利要求1所述的业务板，其特征在于，所述处理单元将数据包发送给多个处理模块中的一目的处理模块，发送的数据包带有该目的处理模块的信息；

所述交换单元内记录与有该多个处理模块分别对应的输出端口，并根据各数据包带有的目的处理模块的信息确定该数据包对应的输出端口；

当该交换单元具有至少两个输出端口时，在同一时间单元中，发送数据包的至少两个处理单元所分别发送的各数据包的各目的处理模块所对应的输出端口各不相同。

3.根据权利要求2所述的业务板，其特征在于，各所述处理单元读取该通信设备的闪存中用于该处理单元的配置，确定在各时间单元中是否发送数据包和所发送的数据包的目的处理模块；或

该业务板还包括网络接口，各所述处理单元通过该网络接口接收用于该处理单元的配置，确定在各时间单元中是否发送数据包和所发送的数据包的目的处理模块。

4.根据权利要求1所述的业务板，其特征在于，所述业务板还包括：

-多个时间单元控制器，与同一个时钟相连，并分别与所述多个处理单元一一相连，用于根据该时钟的时钟信号产生对于该多个处理单元同步的、指示时间单元的信号并提供给各所述处理单元；

各所述处理单元根据该指示时间单元的信号发送数据包。

5.一种通信设备，其特征在于，包括至少一块根据权利要求1至4中任一项所述的业务板，作为输出业务板。

6.根据权利要求5所述的通信设备，其特征在于，该通信设备还包括：

-至少一块输入业务板，包括：

-一个交换模块，包括多个输入端口和多个输出端口，各输出业务板的交换单元的输出端口分别与该交换模块的各输入端口一一相连；

-多个处理模块，分别与该输入业务板的交换模块的所述多个输出端口一一相连；

各输出业务板的处理单元将数据包发送给该输入业务板的多个处理模块中的一目的处理模块，其中，各交换单元分别将各数据包转发给该交换模块，该交换模块分别将各数据包通过对应的输出端口转发给目的处理模块；

其中，在同一时间单元中，各处理单元发送的数据包所对应的交换模块的输出端口各不相同。

7.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，各数据包带有该数据包的目的处理模块的信息；

所述交换模块内记录有与各处理模块分别相连的输出端口，并分别根据各数据包带有的目的处理模块的信息确定该数据包对应的交换模块的输出端口；

在同一时间单元中，各处理单元发送的数据包的目的处理模块各不相同。

8.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，该通信设备是基于OFDM的MIMO接收机，

所述处理单元为进行第一级信号处理的数字信号处理器；

所述处理模块为进行第二级信号处理的数字信号处理器。

9.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，所述数据包在处理单元和交换单元，交换单元和交换模块，以及交换模块和处理模块之间是基于SRIO接口协议传输的。

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