CN102195982A - 一种基于芯片实现的协议加速系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于芯片实现的协议加速系统，属于数字家电，计算机领域，包括与计算机连接的WiFi模块，与所述WiFi模块连接并完成WIFI协议数据通讯的微处理器，与微处理器连接并存储读操作程序指令的非易失存储器，与微处理器连接并用于存放所述微处理器临时运算数据的随机存储器，与微处理器连接并用于实现USB接口协议通讯的USB接口，用于加速WiFi接口与USB接口间数据包的协议处理与传输的协议加速处理模块，所述USB接口与数字家电连接。本发明具有无需对数字家电作任何改动，只要支持USB接口的就可以直接观看网络节目，本发明还具有性能稳定可靠，成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于芯片实现的协议加速系统，尤其属于数字家电，计算机领域。
背景技术
目前，数字家电（电视机、DVD等）已经成为家电市场的主力军，电视机屏幕也越来越大、越来越好。但存在节目源匮乏、资费昂贵的问题。为此，数字家电通过自带的USB接口来播放U盘、移动硬盘等存储器上面的数字媒体，在一定程度上增加了节目来源。
互联网技术迅猛发展，各种网络视频、图片、音乐等资料是个庞大的数据库。可谓取之不尽，用之不竭，而且对懂电脑应用的人来说，能快速方便查找和应用。
随着生活水平的提高，家中的数字电视屏幕越来越大，对图像的清晰度越来越高。若使用网络高清视频和图片，则对带宽有较大要求，同时对于现有硬件资源要求更高，必然导致普通家庭的网络设备费用大大增加。
本发明结合数字家电的实际情况推出的，通过硬件加速简化网络连接，降低带宽占用率，硬件对视频源从协议中直接还原，并提交给数字电视实现数字电视观看网络高清电影、音乐和图片。
常规的数据包操作流程为：cpu通过无线wifi获取网络中的应用数据，解析传输数据包的网络协议头（如TCP/IP协议），得到干净的应用数据再根据与家电连接接口（如usb接口）的通信协议封装应用数据，最后将封装好的应用数据传送给家电端。这种常规的方式中cpu要频繁的对大量数据包进行解析与再封装的处理，显然工作效率以及数据传输效率是还有着相当的提升空间。
类似实现方法是：安装一台计算机实现与网络协议的连接和传输，并还原为视频流，并安装软件播放器；计算机播放视频流，通过VGA或AV输出，连接到数字电视上。
现有技术依然存在以下缺点：
1、用户不能随心所欲地播放计算机上存储的数字媒体源；
2、由于需要一台计算机，必然费用高，普通家庭承受不起，无法达到普及；
3、计算机需要软件操作，普通家庭中的老人和孩子无法操作，也无法达到普及。
协议加速处理技术的实现思想就是基于数字家电对网络层的应用，如何将从网络层获取到的数据内容快速的传送给目标家电。
发明内容
本发明提供了一种采用低功耗嵌入式平台，性能稳定可靠，成本低，可直接
通过USB总路线供电；无需对数字家电作任何改动，只要支持USB接口的都可以直接使用；采用WiFi无线实时传输，无需布线，无需拷贝文件，既节略成本，又节略时间的协议加速系统
为达到上述技术目的，本发明的技术方案如下：
一种基于芯片实现的协议加速系统，包括与计算机连接的WiFi模块，与所述WiFi模块连接并完成WIFI协议数据通讯的微处理器，与微处理器连接并存储读操作程序指令的非易失存储器，与微处理器连接并用于存放所述微处理器临时运算数据的随机存储器，与微处理器连接并用于实现USB接口协议通讯的USB接口，用于加速WiFi接口与USB接口间数据包的协议处理与传输的协议加速处理模块，所述USB接口与数字家电连接。
所述加速处理模块包括根据WiFi接口输入的数据流自动匹配、分析、筛选的模块；
封装规定数据头，传输到USB端的模块。
各模块的功能如下：
微处理器：所有程序的执行都由它完成。
随机存储器：用于程序数据的缓存。
非易失存储器，用于程序代码的存储。
协议加速处理模块：用于加速WiFi接口与USB接口间数据包的协议处理与传输。
WiFi接口，用于连接无线网络。
USB接口：用于连接数字家电。
微处理器负责其他各模块的控制。通过主程序智能调整设置各个模块的运行参数，协调整个系统的高效运行。WiFi模块负责与无线WiFi网络连接与数据收发。USB模块负责与USB接口的连接与数据收发。协议加速处理模块根据判断数据包是否匹配cpu设定的协议加速处理匹配标准，将符合协议的数据包解析后直接应用于WiFi端与USB端的传输，替代cpu对数据包的进行协议分析剥离与传输方向的指定，提高了数据传输效率。
本发明的数据控制流是：
首先，WiFi端发来的协议数据包，通过协议加速处理模块对数据包剥离协议头，提取数据参数，进行加速匹配条件分析，将匹配的数据分发到USB接口层，并依据USB接口层的发送协议辅助USB接口完成对外数据的自动发送。
其次，对于USB端发来的数据包，通过协议加速处理模块对数据包进行加速匹配条件分析，将匹配的数据按照网络协议数据包的格式标准进行封装，分发到Wifi接口层，并依据Wifi接口层的发送协议规范辅助Wifi接口完成对外数据的自动发送。
再次，协议加速处理模块会按照匹配标准优先级顺序依次进行条件匹配，对无法匹配或需要软件干预的数据包，送微处理器的软件处理；
第四，协议加速处理模块在对于Wifi网络端与USB接口端的双向数据的分析、提取、封装、再分发等这一系列过程，微处理器对各个模块处于实时监控状态，并根据不同的应用状态对各模块进行合理的参数设置。
本项协议加速处理技术方案采用的是硬件逻辑代替cpu对数据包中的协议内容进行解析剥离，指定数据包的目标发送接口，对数据包进行发送接口协议进行封装，cpu在整个数据传输过程中只参与对数据包加速匹配标准的设定、多种匹配处理方案的优先级设定，封包方案的设定以及少部分的特殊协议处理。
这种依靠硬件加速方式解决了常规方式中的效率与性能不足的问题。硬件加速模块的处理机制具体如下：
（1）、数据由网络端流向家电应用端：
加速模块按照由cpu预先设置好的网络协议数据包的加速处理匹配标准和指定发送接口，解析判断从网络端获取的数据包包头各项协议参数是否符合匹配标准，将符合标准的数据包剥离数据包中的协议头部分，仅留下应用数据，再按照指定的应用接口数据包封装标准对应用数据再次封装，完成后直接传送到发送接口。加速模块中可以设置多种匹配方案，通过优先级算法调整匹配顺序，数据包符合哪种匹配标准便进行相应标准的处理操作，如果数据包不符合所有匹配标准，那数据包将会被移交到cpu等待进一步的分析处理；
（2）、数据由家电应用端流向网络端：
同理，加速模块对指定的应用接口获取到的数据包进行加速匹配条件分析和发送方向的指定，如果符合Wifi网络需求的数据那硬件逻辑将对数据包进行网络数据包协议封装与分发处理，如果不符合Wifi网络需求的数据那数据包将会被进行其他数据处理方式的匹配分析，如果所有标准都不满足数据包将会被发送给cpu等待进一步的分析处理。
从上面的加速处理机制中可以看到加速模块的工作效率相对于cpu来说减少了对数据包协议部分的解析封装时间，缩短了绝大部分数据包由网络端到应用端的传输路径与时间，实现了协议的处理加速与数据的传输加速，同时cpu在网络数据与应用接口数据的双向传输中仅做了一些匹配标准的控制和少量临时特殊数据包的处理，减轻了cpu的运行负荷量，使得cpu能高效的处理其他功能的控制与应用。
本发明的优点如下：
1、采用低功耗嵌入式平台，性能稳定可靠，成本低，可直接通过USB总路线供电；
2、无需对数字家电作任何改动，只要支持USB接口的都可以直接使用；
3、采用WiFi无线实时传输，无需布线，无需拷贝文件，既节略成本，又节略时间。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
具体实施方式
实施例1
一种基于芯片实现的协议加速系统，其特征在于：包括与计算机连接的WiFi模块，与所述WiFi模块连接并完成WIFI协议数据通讯的微处理器，与微处理器连接并存储读操作程序指令的非易失存储器，与微处理器连接并用于存放所述微处理器临时运算数据的随机存储器，与微处理器连接并用于实现USB接口协议通讯的USB接口，用于加速WiFi接口与USB接口间数据包的协议处理与传输的协议加速处理模块，所述USB接口与数字家电连接。所述加速处理模块包括根据WiFi接口输入的数据流自动匹配、分析、筛选的模块；封装规定数据头，传输到USB端的模块。
Claims (2)
1.一种基于芯片实现的协议加速系统，其特征在于：包括与计算机连接的WiFi模块，与所述WiFi模块连接并完成WIFI协议数据通讯的微处理器，与微处理器连接并存储读操作程序指令的非易失存储器，与微处理器连接并用于存放所述微处理器临时运算数据的随机存储器，与微处理器连接并用于实现USB接口协议通讯的USB接口，用于加速WiFi接口与USB接口间数据包的协议处理与传输的协议加速处理模块，所述USB接口与数字家电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于芯片实现的协议加速系统，其特征在于：
所述加速处理模块包括根据WiFi接口输入的数据流自动匹配、分析、筛选的模块；
封装规定数据头，传输到USB端的模块。
Priority Applications (1)
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| CN2011101151414A CN102195982A (zh) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | 一种基于芯片实现的协议加速系统 |
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| CN2011101151414A CN102195982A (zh) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | 一种基于芯片实现的协议加速系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102195982A true CN102195982A (zh) | 2011-09-21 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN2011101151414A Pending CN102195982A (zh) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | 一种基于芯片实现的协议加速系统 |
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2011
- 2011-05-05 CN CN2011101151414A patent/CN102195982A/zh active Pending
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